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Producción industrializada de cardiomiocitos derivados del IPSC humano para uso en el descubrimiento de fármacos y estudios de toxicidad

CÉLULAS MADRE

Blake Anson, Emile Nuwaysir, Brad Swanson y Wen Bo Wang

El significativo reto para la comercialización de células madre pluripotentes inducibles (iPSCs) es la consistencia en la producción tanto del material de inicio iPSCs y las células diferenciadas en la cantidad, calidad y pureza requeridas por la industria farmacéutica. Los autores describen un proceso industrializado para la manufactura de los cardiomiocitos humanos derivados del iPSC. Este proceso es escalable en más de dos órdenes de magnitud si es necesario, sin dificultad.

La toxicidad de los fármacos que surge ya sea en  la última etapa de los estudios clínicos o después del lanzamiento al mercado ha sido un problema a largo plazo para la industria farmacéutica. El reto fundamental es que los modelos preclínicos existentes no pronostican adecuadamente la toxicidad de nuevas entidades químicas. Los modelos celulares actuales son o bien cultivos primarios de células derivadas de animales no humanos o líneas celulares inmortales derivadas de tumores. Debido a su naturaleza no humana o a su historia de vida neoplásica, estas son pronosticadoras imperfectas de la toxicidad del fármaco en humanos. Los recientes avances en la tecnología de células madre tienen el potencial de superar dichas limitaciones.
La identificación y aislamiento de células madre de embriones humanos abrió la promesa de utilizar las células humanas para dirigir con más eficiencia el descubrimiento de fármacos y las evaluaciones de la toxicidad (1). En algún punto, las células madre también pueden ser usadas en la medicina regenerativa para repoblar o incluso reemplazar tejidos y órganos enfermos. Las células madre de embriones humanos (ESCs) pueden diferenciar dentro de cualquiera de los 200 tipos o más de células encontradas en el cuerpo humano. Desafortunadamente, las ESCs humanas tienen sus desventajas. Debido a su origen, las controversias éticas han rodeado la investigación de ESC desde que las células fueron aisladas por primera vez en 1998. Adicionalmente, como se derivan de embriones sobrantes de los procedimientos de fertilización in vitro, sus orígenes y constitución genética son desconocidos, limitando así su utilidad para la investigación de la toxicidad potencial del compuesto en sub-poblaciones humanas blanco.
Las células madre pluripotentes inducidas (iPSCs), por otro lado, poseen las ventajas de las ESCs, evita las implicaciones éticas asociadas y tiene la capacidad intrínseca de ser una herramienta de investigación celular más flexible. Las iPSCs se producen a partir de células somáticas que son inducidas a un estado pluripotente mediante la incorporación de factores genéticos y de pequeñas moléculas que reprograman la célula somática a una célula madre (2-4). Las iPSCs tienen las mismas capacidades pluripotentes de las ESCs y las ventajas de que se originan de individuos con fenotipos y genotipos identificables, permitiendo así el uso de modelos de subpoblaciones humanas blanco al principio en el descubrimiento y determinación de la toxicidad del fármaco.

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