Proyectos
Modificación génica no viral de células madre mesenquimales con potencial aplicación en ingeniería de tejidos
Resumen
Las células madre mesenquimales (CMM) se emplean en numerosas aplicaciones terapéuticas debido a su capacidad regenerativa y multipotente. La ingeniería de tejidos es uno de los campos más promisorios de aplicación de CMM debido a la capacidad de este tipo de células de diferenciarse en múltiples linajes como adipocitos (tejido graso), osteocitos (hueso) y condrocitos (cartílago) [1]. Diversos investigadores han encontrado que la capacidad regenerativa de las terapias basadas en CMM es deficiente cuando esas células se usan solas, debido a la pobre supervivencia, retención y no diferenciación de las mismas. Para superar esas debilidades, las células madre mesenquimales pueden ser modificados mediante la ingeniería genética para mejorar su supervivencia y a su vez, secretar factores que les permitan no solo mejorar sus propiedades innatas, sino también favorecer su diferenciación a un linaje específico. La modificación genética de las CMM se consigue regularmente a través de vectores virales y no virales. El uso de vectores virales da lugar a mayores eficacias de transfección, sin embargo, muchos de estos vectores virales comprenden la inserción del material genético exógeno en el genoma de la célula, dando lugar a una expresión estable, pero conllevando consigo el riesgo mutagénesis de tipo insercional y/o la activación de oncogenes. Así mismo, el desarrollo de vectores seguros, con potencial uso clínico, genera altos costos de producción que limitan su producción a gran escala. Por el contrario, cuando se emplean vectores no virales, la eficiencia de la transfección, medida como la expresión de la proteína de interés por parte de las células tratadas, es significativamente menor que la obtenida con los vectores virales, sin embargo, los vectores no virales dan lugar a transfecciones transitorias, sin incorporación dentro del genoma y con una menor estimulación del sistema inmune. Estas características, sumadas a la gran cantidad de materiales disponibles para su fabricación, hacen de la terapia génica no viral una alternativa viable para su uso en aplicaciones clínicas. Con el desarrollo del presente proyecto se pretende desarrollar una estrategia para la diferenciación de CMM, utilizando la transfección génica no viral, formando complejos entre el ADN plasmídico que codifique para la proteína verde fluorescente y un polímero catiónico, la polietilenimina (PEI), ampliamente usado con líneas celulares. Para tal fin, se llevarán a cabo múltiples etapas que inician con la obtención de ADN plasmídico y su purificación a partir de cultivos de la bacteria E. coli modificados, utilizando un kit MaxiPrep. Seguido de esto, será medirá la pureza del ADN (concentración) mediante espectrofotometría y se llevarán a cabo ensayos de electroforesis en gel de agarosa para establecer la concentración de PEI que forma un complejo con ADN. Posteriormente, se medirán tanto el tamaño de partícula como el potencial zeta de dichos complejos, mediante dispersión dinámica de luz (DLS por sus siglas en ingles Dynamic Light Scattering) y de forma paralela, se evaluará la citotoxicidad de la PEI mediante la técnica de resazurina. Finalmente, se evaluará la eficiencia de transfección en términos de intensidad de la fluorescencia, que dará cuenta del porcentaje de células, transfectadas con el gen de la proteína verde fluorescente. De esta forma, el desarrollo del presente proyecto permitirá en una etapa posterior, cambiar el plásmido que expresa la proteína verde fluorescente, por uno que exprese un factor de diferenciación a un linaje específico, y de esta forma se podrá evaluar la diferenciación de las CMM a condrocitos, osteocitos o adipocitos, entre otros, lo que evidenciaría aún más su potencial uso en ingeniería de tejidos.
Convocatoria
Nombre de la convocatoria:CONVOCATORIA NACIONAL DE PROYECTOS PARA EL FORTALECIMIENTO DE LA INVESTIGACIÓN, CREACIÓN E INNOVACIÓN DE LA UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA 2016-2018
Modalidad:Modalidad Única
Responsable