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Innovación

Investigadores de la Universidad Hebrea crean células madre de embriones a partir de células de la piel

Agencia AJN.- El descubrimiento puede allanar el camino para crear embriones humanos completos a partir de células de la piel humana, sin esperma ni óvulos,indicó el jefe de la investigación.

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Agencia AJN.- Investigadores de la Universidad Hebrea de Jerusalem anunciaron que han encontrado una manera de transformar las células de la piel en los tres tipos principales de células madre que comprenden embriones en etapa temprana.

El descubrimiento podría allanar el camino para crear embriones humanos completos a partir de células de la piel humana, sin la necesidad de esperma u óvulos, explicaron los investigadores. Y también podría tener «vastas implicaciones» para modelar defectos embrionarios y arrojar luz sobre disfunciones placentarias, así como para resolver ciertos problemas de infertilidad al crear embriones humanos en una placa de Petri, precisó en un comunicado la Universidad Hebrea.

«Se podría decir que estamos cerca de generar un embrión sintético, que es realmente una locura», apuntó el doctor Yossi Buganim, del Departamento de Biología del Desarrollo e Investigación del Cáncer de la universidad, quien dirigió el estudio que se publicó en Cell Stem Cell.

Este descubrimiento podría permitir a los investigadores en el futuro «generar embriones a partir de hombres y mujeres estériles, usando solo sus células de la piel, y generar un embrión real e implantar el embrión en la madre», dijo Buganim en una entrevista telefónica.

Buganim y su equipo descubrieron un conjunto de cinco genes capaces de transformar las células de la piel murina en los tres tipos de células que conforman el embrión temprano: el feto en sí, la placenta y los tejidos extraembrionarios, como el cordón umbilical.

En 2006, los investigadores japoneses Kazutoshi Takahashi y Shinya Yamanaka descubrieron la capacidad de las células de la piel para ser «reprogramadas» en células embrionarias tempranas que pueden generar un feto completo mediante el uso de cuatro genes embrionarios centrales.

Estos genes reprogramaron las células de la piel en «células madre pluripotentes inducidas» (iPSCs), que son similares a las células que se desarrollan en los primeros días después de la fertilización y son esencialmente idénticas a sus contrapartes naturales.

Estas células pueden desarrollarse en todos los tipos de células fetales, pero no en tejidos extraembrionarios, como la placenta.

Los investigadores japoneses descubrieron que los cuatro genes embrionarios centrales pueden usarse para «rejuvenecer» las células de la piel para funcionar como células madre embrionarias, explicó Buganim.

Después de la fertilización del óvulo, la célula se divide en 64, creando un cuenco de células que forman las tres partes cruciales de un embrión: el epiblasto, la masa celular interna que da origen al feto en sí; el endodermo primitivo responsable del cordón umbilical; y una tercera parte, el trofectodermo, que es responsable de crear la placenta.

Lo que los japoneses lograron hacer, dijo Buganim, fue transformar las células de la piel en células madre del feto. Pero eso no es suficiente para crear un embrión completo, dijo, porque también se necesitan las otras partes, las que desarrollan el cordón umbilical y la placenta.

El avance del equipo de la Universidad Hebrea, señaló Buganim, estaba creando con cinco genes los tres compartimientos esenciales que conforman las características embrionarias y extraembrionarias necesarias para la creación de un embrión in vitro. El trabajo se realizó con ratones, y el equipo ahora está comenzando a aplicar la misma investigación a los embriones humanos, agregó.

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Los investigadores utilizaron cinco genes que son completamente diferentes de los utilizados por los investigadores japoneses, apuntó Buganim. Los genes que utilizaron los investigadores israelíes son aquellos que desempeñan un papel en el desarrollo temprano del embrión. Especifican y dirigen en qué se desarrollará cada célula, ya sea el cordón umbilical, la placenta o el feto en sí.

El equipo utilizó una nueva tecnología para estudiar las fuerzas moleculares que dictan cómo se desarrolla cada una de las células. Por ejemplo, los investigadores descubrieron que el gen «Eomes» empuja la célula hacia la identidad y el desarrollo placentario de las células madre placentarias, mientras que «Esrrb» organiza el desarrollo de las células madre del feto, logrando primero una identidad de células madre extraembrionarias .

«Fue nuestra idea utilizar esos genes», dijo Buganim.

Luego, los investigadores combinaron estos cinco genes de tal manera que, cuando se insertaron en las células de la piel, lograron reprogramar las células en cada uno de los tres tipos de células embrionarias tempranas en la misma placa de Petri.

El descubrimiento permitirá a los investigadores comprender mejor y abordar las disfunciones embrionarias y enfermedades como las insuficiencias placentarias o los abortos espontáneos, dijo. Esto podría permitir a los investigadores usar un plato para modelar las células embrionarias e identificar los primeros marcadores de riesgo.

Los desafíos futuros, sin embargo, aún son enormes, aclaró Buganim. “Un embrión es una estructura tridimensional. Necesitamos aprender cómo juntar todo esto para generar un embrión real. Necesitamos identificar las proporciones de células madre placentarias, células del cordón umbilical y células iPS, que crean los fetos, y en qué andamio para colocarlos”, indicó.

«Estas células saben cómo permanecer juntas», dijo Buganim. «Necesito darles el entorno adecuado y la proporción adecuada para organizarse en un embrión real», agregó.

El estudio fue realizado por Buganim junto con el doctor Oren Ram del Instituto de Ciencias de la Vida de la Universidad Hebrea y el profesor Tommy Kaplan de la Escuela de Ciencias de la Computación e Ingeniería, así como los estudiantes de doctorado Hani Benchetrit y Mohammad Jaber.

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Innovación

Científicos israelíes desarrollan tratamiento experimental que mejora la supervivencia en casos de hemorragias graves

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Agencia AJN.- Un nuevo tratamiento desarrollado por investigadores de la Universidad Hebrea de Jerusalem en conjunto con el Cuerpo Médico de las Fuerzas de Defensa de Israel (FDI) podría transformar por completo la atención médica de emergencia en situaciones de trauma severo, tanto en el ámbito militar como civil.

La investigación, publicada recientemente en la revista Scientific Reports, demostró que la activación de una proteína específica —conocida como PKC-ε (Proteína Quinasa C épsilon)— después del inicio de una hemorragia masiva puede triplicar las tasas de supervivencia.

El estudio, liderado por los doctores Ariel Furer y Maya Simchoni del Instituto de Investigación en Medicina Militar (proyecto conjunto entre la Universidad Hebrea y el Cuerpo Médico de las FDI), simuló un shock hemorrágico extrayendo el 35% del volumen sanguíneo de modelos animales. Al aplicar el tratamiento apenas cinco minutos después del inicio de la hemorragia, la supervivencia saltó de un 25% a un 73%.

La clave del tratamiento es que ayuda a estabilizar las funciones cardiovasculares: mantiene la presión arterial, el ritmo cardíaco y la capacidad del corazón para bombear sangre. Además, se observó una mejora en la función mitocondrial del tejido cardíaco, es decir, ayuda a que las células generen energía suficiente para resistir el daño y mantener los órganos funcionando.

“Las hemorragias masivas siguen siendo uno de los mayores desafíos en la medicina de emergencia, tanto en el campo de batalla como en accidentes civiles”, explicó Furer. “Este avance abre una nueva puerta para tratamientos que podrían cambiar radicalmente las tasas de supervivencia en situaciones críticas.”

Actualmente, el tratamiento estándar para este tipo de emergencias es la reposición de fluidos, pero este método muchas veces genera complicaciones adicionales y daños en los tejidos. El enfoque israelí con PKC-ε parece no sólo estabilizar al paciente, sino además proteger los órganos contra ese tipo de daño secundario.

A pesar de los resultados alentadores, los investigadores subrayaron que es necesario avanzar hacia ensayos clínicos para confirmar su efectividad en humanos. Sin embargo, el potencial es enorme, sobre todo para el uso por parte de equipos de primeros auxilios y médicos en zonas de combate o en escenarios de catástrofes.

Con este desarrollo, Israel vuelve a posicionarse a la vanguardia de la medicina de emergencia, aportando conocimiento y soluciones que podrían salvar miles de vidas en todo el mundo.

Fuente: Israel21.

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Científicos israelíes: Modelos generales de inteligencia artificial son mejores que los específicos para médicos para diagnosticar casos complejos

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Agencia AJN.- Un equipo de investigadores de la Universidad Ben-Gurión del Néguev ha desarrollado una nueva base de datos para evaluar la capacidad de los modelos de propósito general de inteligencia artificial (IA) para diagnosticar casos médicos complejos, según The Press Service of Israel (TPS-IL).

Sus hallazgos, presentados ante la Asociación para el Avance de la Inteligencia Artificial en Filadelfia, sugieren que modelos como el GPT-4o podrían ser más efectivos que los diseñados específicamente para la medicina.

Tradicionalmente, los modelos de propósito general de IA se han probado en casos médicos más simples, como preguntas de exámenes o enfermedades comunes, pero no en los casos complejos del mundo real que los médicos suelen enfrentar. Para subsanar esa deficiencia, los investigadores crearon una base de datos de 3.562 informes de casos médicos del BMC Journal of Medical Case Reports, que incluye descripciones detalladas de casos médicos inusuales y sus diagnósticos. Los casos se presentaron mediante preguntas abiertas y de opción múltiple, simulando escenarios de diagnóstico reales.

Los resultados fueron sorprendentes: GPT-4o superó a modelos médicos como Meditron-70B y MedLM-Large en el diagnóstico de esos casos complejos. GPT-4o logró una precisión del 87,9% en preguntas de opción múltiple y del 76,4% en preguntas abiertas, superando a los especializados.

“Nos sorprendió ver que los modelos generales, como GPT-4o, tuvieran un mejor rendimiento que los adaptados para la medicina. Mostramos que los modelos de lenguaje de gran tamaño pueden utilizarse para diagnosticar casos médicos complejos”, afirmó Ofir Ben-Shoham, uno de los investigadores.

La base de datos CUPCase que creó el equipo podría convertirse en una herramienta valiosa para probar nuevos modelos de IA en el futuro. Está abierta al público y puede ampliarse con casos adicionales a medida que se desarrollen nuevos modelos.

“El objetivo era crear un sistema que pudiera evaluar la eficacia de los modelos lingüísticos para diagnosticar casos complejos del mundo real, no solo los comunes”, afirmó el estudiante de doctorado Uriel Peretz.

El doctor Nadav Rapoport, otro miembro del equipo de investigación, explicó que diagnosticar casos complejos puede ser un proceso largo e incierto, lo que genera retrasos y mayores costos para los pacientes. La base de datos CUPCase, al proporcionar casos reales detallados, puede ayudar a acelerar ese proceso y mejorar la atención del paciente.

La investigación tiene diversas aplicaciones prácticas en el ámbito sanitario, principalmente al mejorar la velocidad y precisión de los diagnósticos médicos.

Modelos de IA como GPT-4o podrían ayudar a los médicos a diagnosticar casos médicos complejos con mayor rapidez, reduciendo los retrasos en el diagnóstico y mejorando los resultados de los pacientes.

La base de datos CUPCase, que incluye una colección de casos del mundo real, puede servir como una valiosa herramienta de apoyo a la toma de decisiones clínicas, ayudando a los médicos a tomar decisiones más precisas, especialmente en casos difíciles o poco frecuentes.

Además, el modelo de IA podría facilitar la formación de profesionales médicos, ofreciendo un recurso interactivo para el aprendizaje de procesos diagnósticos complejos.

Las herramientas basadas en IA también podrían ampliar el acceso a apoyo diagnóstico de expertos en zonas desatendidas, donde los especialistas pueden ser limitados. En entornos de cuidados críticos, los modelos de IA podrían proporcionar asistencia diagnóstica en tiempo real.

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