Más de 230 proyectos de investigación, incluidos varios dirigidos por miembros del Centro de Investigación de Células Madre Amplias de UCLA, están contribuyendo a la lucha contra el COVID-19.
A medida que avanza la pandemia de COVID-19, los investigadores de UCLA están aprovechando la ocasión al canalizar su experiencia especializada para buscar formas nuevas y creativas de reducir la propagación del virus y salvar vidas. Utilizando años, o incluso décadas, de conocimientos que han adquirido estudiando otras enfermedades y procesos biológicos, muchos de ellos han cambiado su enfoque hacia el nuevo coronavirus y están colaborando entre disciplinas mientras trabajan hacia nuevas pruebas de diagnóstico. tratamientos y vacunas.
En UCLA, más de 230 proyectos de investigación, incluidos varios dirigidos por miembros del Eli and Edythe Broad Center of Regenerative Medicine and Stem Cell Research en UCLA, están contribuyendo a esa misión.
“Como resultado de la pandemia, todos en el campus están comprometidos a encontrar formas en que su experiencia única pueda ayudar”, dijo la Dra. Brigitte Gomperts, profesora y vicepresidenta de investigación en hematología-oncología pediátrica y medicina pulmonar en la Escuela David Geffen. of Medicine en UCLA y miembro del UCLA Children’s Discovery and Innovation Institute.
“Muchos de mis colegas han rediseñado sus laboratorios para trabajar con el virus. Es muy raro que haya algo en lo que todos estén trabajando, y ha sido realmente inspirador ver cómo todos se han unido para tratar de resolver esto «.
Aquí hay un vistazo a cinco proyectos en los que los científicos de UCLA están utilizando células madre, que pueden autorreplicarse y dar lugar a todo tipo de células, para enfrentarse a COVID-19.
Usar organoides pulmonares como modelos para probar posibles tratamientos
Dra. Brigitte Gomperts
Gomperts ha pasado años perfeccionando métodos para crear organoides pulmonares tridimensionales derivados de células madre . Ahora, está usando esos organoides para estudiar cómo el SARS-CoV-2, el virus que causa el COVID-19, afecta el tejido pulmonar y para detectar rápidamente miles de posibles tratamientos. Debido a que los organoides se cultivan a partir de células humanas y reflejan los tipos de células y la arquitectura de los pulmones, pueden ofrecer conocimientos sin precedentes sobre cómo el virus infecta y daña el órgano.
Gomperts está colaborando con sus colegas de UCLA, Vaithilingaraja Arumugaswami, un virólogo, y Robert Damoiseaux, un experto en detección molecular. Su objetivo es encontrar una terapia existente que pueda usarse para reducir la propagación de infecciones y el daño asociado en los pulmones.
«Comenzamos con medicamentos que ya se han probado en humanos porque nuestro objetivo es encontrar una terapia que pueda tratar a los pacientes con COVID-19 lo antes posible», dijo Gomperts.
Reutilización de una terapia contra el cáncer
Vaithilingaraja Arumugaswami , profesor asociado de farmacología molecular y médica en la Escuela de Medicina Geffen
Además de colaborar con Gomperts, Arumugaswami y Damoiseaux identificaron el fármaco contra el cáncer Berzosertib como un posible tratamiento para COVID-19 después de seleccionar 430 candidatos a fármacos. El fármaco, que actualmente se está probando en ensayos clínicos para el cáncer, funciona bloqueando un proceso de reparación del ADN que es aprovechado por cánceres sólidos y el virus SARS-CoV-2 , y los científicos de UCLA descubrieron que es muy eficaz para limitar virus replicación y muerte celular.
«Los ensayos clínicos han demostrado que el berzosertib bloquea la vía de reparación del ADN en las células cancerosas, pero no tiene efectos sobre las células sanas normales», dijo Arumugaswami.
Ahora, Arumugaswami y Gustavo García Jr., un investigador asociado del personal, están probando Berzosertib y combinaciones de medicamentos adicionales en organoides pulmonares desarrollados en el laboratorio de Gomperts y células cardíacas derivadas de células madre infectadas con SARS-CoV-2. Sospechan que si el medicamento se administra poco después del diagnóstico, podría limitar la propagación de la infección y prevenir complicaciones.
Estudiar la respuesta inmune al virus.
Dr. Gay Crooks , profesor de patología y medicina de laboratorio y de pediatría en la Escuela de Medicina Geffen, y codirector del Centro de Investigación de Células Madre Amplias; y el Dr. Christopher Seet , profesor asistente de hematología-oncología en la Facultad de Medicina Geffen
Crooks y Seet están usando células madre para modelar cómo las células inmunes reconocen y luchan contra el virus en una placa de laboratorio. Para hacer eso, están infectando células madre formadoras de sangre, que pueden dar lugar a todas las células sanguíneas e inmunes, de donantes sanos con partes del virus SARS-CoV-2 y luego persuadiendo a las células madre para que produzcan células inmunes llamadas dendríticas. células. Las células dendríticas devoran proteínas virales, las cortan en pedazos y luego las presentan a otras células inmunes llamadas células T para provocar una respuesta.
Al estudiar ese proceso, Crooks y Seet esperan identificar qué partes del virus provocan las respuestas más fuertes de las células T. El desarrollo de una vacuna eficaz para el SARS-CoV-2 requerirá una comprensión profunda de cómo el sistema inmunológico responde al virus, y este trabajo podría ser un paso importante en esa dirección, brindando a los investigadores y médicos una forma de medir la efectividad de posibles vacunas. .
“Cuando comenzamos a desarrollar este proyecto hace algunos años, no teníamos idea de que sería tan útil para estudiar una infección viral, cualquier infección viral”, dijo Crooks. «Fue solo porque ya teníamos estas herramientas que pudimos entrar en acción tan rápido»
Desarrollar un refuerzo que podría ayudar a que una vacuna dure más tiempo
Song Li , presidente y profesor de bioingeniería en la Escuela de Ingeniería Samueli de UCLA
Una vacuna COVID-19 deberá brindar protección a largo plazo contra la infección. Pero el tiempo que una vacuna protege de la infección no depende únicamente de la vacuna.
El cuerpo humano se basa en células inmunes de larga duración llamadas células madre de memoria T que protegen contra patógenos como virus y bacterias que el cuerpo ha encontrado antes. Desafortunadamente, la capacidad del cuerpo para formar células madre de memoria T disminuye con la edad. Por lo tanto, no importa qué tan bien diseñada esté una vacuna, los adultos mayores que no tengan suficiente respuesta de las células madre de memoria T no estarán protegidos a largo plazo.
Para abordar ese problema, Li está desarrollando una vacuna de refuerzo de biomaterial inyectable que estimulará la formación de células madre de memoria T. El refuerzo está hecho de materiales diseñados que liberan mensajeros químicos para estimular la producción de células madre de memoria T. Cuando se combinan con una eventual vacuna contra el SARS-CoV-2, incitarán al cuerpo a producir células inmunitarias preparadas para reconocer y eliminar el virus a largo plazo.
“Considero que es mi responsabilidad como científico e ingeniero traducir los hallazgos científicos en aplicaciones para ayudar a las personas y la comunidad”, dijo Li.
Creando una terapia celular lista para usar
Lili Yang , profesora asociada de microbiología, inmunología y genética molecular en el UCLA College.
Las células T asesinas naturales invariantes, o células iNKT, son las fuerzas especiales del sistema inmunológico. Son extremadamente poderosos y pueden reconocer y responder de inmediato a muchos intrusos diferentes, desde infecciones hasta cáncer.
Yang está probando si las células iNKT serían un tratamiento particularmente efectivo para COVID-19 porque tienen la capacidad de matar células infectadas por virus, ofrecen protección contra la reinfección y controlan la inflamación excesiva causada por una respuesta inmune hiperactiva al virus, que se cree ser una de las principales causas de daño tisular y muerte en personas con la enfermedad.
Sin embargo, un problema es que las células iNKT son increíblemente escasas: una gota de sangre humana contiene alrededor de 10 millones de células sanguíneas, pero solo alrededor de 10 células iNKT. Ahí es donde entra la investigación de Yang. Durante los últimos años, ha desarrollado un método para generar grandes cantidades de células iNKT a partir de células madre productoras de sangre. Si bien ese trabajo tenía como objetivo crear un tratamiento para el cáncer , el laboratorio de Yang ha adaptado su trabajo durante los últimos meses para probar cuán efectivas podrían ser las células iNKT derivadas de células madre en la lucha contra el COVID-19. Con sus colegas, ha estado estudiando cómo funcionan las células para combatir la enfermedad en modelos de infección por SARS-CoV-2 que se cultivan a partir de células renales y pulmonares humanas.
«Mi laboratorio ha estado desarrollando una terapia de células iNKT para el cáncer durante años», dijo Yang. “Esto significa que una gran parte del trabajo ya está hecho. Estamos reutilizando una terapia potencial que está muy avanzada en desarrollo para tratar el COVID-19 «.
Cada uno de los proyectos es apoyado en parte por el Instituto de Medicina Regenerativa de California, la agencia estatal de células madre .
“Nuestro centro se enorgullece de unirse al CIRM en el apoyo a estos investigadores mientras adaptan proyectos que han pasado años en desarrollo para satisfacer la necesidad urgente de terapias y vacunas para COVID-19”, dijo el Dr. Owen Witte, director fundador de UCLA Broad Stem Centro de Investigación Celular. “Este momento resalta la importancia de financiar la investigación científica para que podamos tener el conocimiento fundamental para enfrentar nuevos desafíos a medida que surjan”.
Crooks, Gomperts, Seet y Yang son todos miembros del UCLA Jonsson Comprehensive Cancer Center . Damoiseaux es profesor de farmacología molecular y médica y director del Molecular Shared Resource Center en el California NanoSystems Institute de UCLA .
Fuente: UCLA News Room
