Helen Blau FRS es una bióloga celular e investigadora de células madre famosa por su trabajo sobre enfermedades musculares , regeneración y envejecimiento . Es profesora de la Fundación Donald E. y Delia B. Baxter y directora del Laboratorio Baxter de Biología de Células Madre en la Universidad de Stanford . [1] Blau es conocida por revocar la opinión predominante de que una vez que una célula asume una cierta especialidad en el cuerpo (o estado diferenciado), como una célula de la piel o del hígado, no se puede cambiar. Su investigación estableció que el destino de las células de mamíferos se puede alterar. [2] [3] [4] [5] Su hallazgo de que las células especializadas pueden activarse para activar programas genéticos característicos de otros estados diferenciados proporcionó evidencia temprana de que la reprogramación celular de mamíferos era posible y abrió la puerta al uso de la reprogramación en la biología de células madre . [6] Su trabajo sentó las bases para el desarrollo de células madre pluripotentes inducidas y terapias de células madre asociadas. [7]
Blau también es conocida internacionalmente por su trabajo sobre células madre adultas y cómo mantienen, reparan y rejuvenecen los tejidos, en particular los músculos. [8] [9] [10] [11] [12] Reveló el papel del microambiente del nicho, en particular la rigidez del tejido, en la regulación de la función de las células madre y mostró cómo la función de las células madre disminuye en el envejecimiento y las enfermedades hereditarias de desgaste muscular. Descubrió formas de rejuvenecer la función de las células madre envejecidas. Blau descubrió una nueva clase de enzima asociada al envejecimiento que denominó "gerozima" y demostró que la focalización farmacológica de la gerozima en el tejido muscular envejecido puede rejuvenecer la estructura y el metabolismo del tejido y aumentar la fuerza. [13] [14]
Blau nació en Londres y tiene doble nacionalidad, estadounidense y británica . Obtuvo una licenciatura en la Universidad de York en Inglaterra y una maestría y doctorado en biología en la Universidad de Harvard con Fotis C. Kafatos .
Después de una beca postdoctoral con Charles J. Epstein en los departamentos de Bioquímica y Biofísica y la División de Genética Médica de la Universidad de California en San Francisco ( UCSF ), se unió a la facultad de la Universidad de Stanford en 1978. Se le concedió una cátedra en 1999 y fue nombrada directora del Laboratorio Baxter de Biología de Células Madre en 2002. Está casada con David Spiegel , también profesor en Stanford. Tienen dos hijos, Daniel Blau Spiegel y Julia Blau Spiegel.
Durante mucho tiempo se creyó que el estado diferenciado es fijo e irreversible. En la década de 1980, Blau desafió esa idea utilizando un sistema de fusión celular que ideó para unir células de dos especies diferentes y estados diferenciados. Sus experimentos demostraron que se podían activar genes previamente inactivos. [2] [3] [4] [5] En concreto, cuando se fusionaron células de piel, tejido conectivo o hígado humanos con células musculares de ratón, las células humanas comenzaron a producir productos genéticos específicos de los músculos. Este trabajo demostró que el estado diferenciado requiere un refuerzo continuo y que un cambio en el equilibrio de las proteínas reguladoras llamadas factores de transcripción en el núcleo puede reprogramar la célula para que se convierta en un tipo diferente de célula. [6] [15] [16] Este descubrimiento de una plasticidad o flexibilidad inesperada en el destino celular fue fundamental para el desarrollo del campo de la biología de células madre y la medicina regenerativa . Apareció como “Plasticidad del estado diferenciado” en la portada del número especial Frontiers in Biology de la revista Science en 1985. [17]
Las células madre adultas se encuentran en los tejidos de todo el cuerpo. Cuando se dividen durante el desarrollo o para reparar daños después de una lesión, una célula hija sigue siendo una célula madre (se autorenueva), mientras que la otra se diferencia (se especializa) para convertirse en uno de los tipos de células que componen ese tejido.
En 2008, Blau publicó los primeros parámetros para aislar células madre musculares , también conocidas como células satélite, mediante citometría de flujo . Su laboratorio fue pionero en el uso de imágenes de bioluminiscencia para monitorear la dinámica del injerto de células madre musculares en músculos de ratones vivos y confirmó que las células eran verdaderas células madre , capaces tanto de autorrenovación como de diferenciación . [8] También diseñaron un hidrogel de bioingeniería con una rigidez que imita el músculo joven sano. A diferencia de las placas de cultivo de tejidos de plástico rígido , el hidrogel elástico preserva la pluripotencia de las células cuando se cultivan en cultivo. [9] [18] [19] Este descubrimiento proporcionó el primer vínculo funcional entre la elasticidad del sustrato y el mantenimiento de las propiedades de autorrenovación de las células madre y estableció un paradigma con amplia utilidad para mejorar la capacidad regenerativa de las células madre específicas de tejido cultivadas en el laboratorio.
En 2014, el laboratorio de Blau proporcionó evidencia temprana de que la función de las células madre disminuye durante el envejecimiento debido a defectos internos, además de factores externos. [10] Identificaron una pequeña molécula , SB202, que inhibe una enzima asociada con el envejecimiento llamada p38-MAP quinasa y demostraron que las propiedades regenerativas de las células madre musculares envejecidas podrían rejuvenecerse a través de una combinación de señales biofísicas (crecimiento en los hidrogeles de bioingeniería diseñados por el laboratorio de Blau) y bioquímicas (bloqueo de p38MAPK). [20] Más recientemente, Blau demostró que las células madre musculares exhiben un aumento dependiente de la edad en los niveles de CD47 , y que este aumento es un sello distintivo de la disfunción de las células madre musculares relacionada con la edad. [12] CD47 es una proteína que se encuentra en la superficie de muchas células del cuerpo que las protege del ataque del sistema inmunológico del cuerpo; un aumento en la cantidad de moléculas de CD47 en células viejas o enfermas puede evitar que el cuerpo las elimine adecuadamente. Superar este aumento en los niveles de CD47 condujo a un aumento robusto en la fuerza muscular después de la lesión. [12] Estos enfoques proporcionan un paradigma para las estrategias de terapia celular para tratar el desgaste muscular.
En 2017, el laboratorio de Blau identificó la prostaglandina E2 (PGE2) como un componente crítico de la respuesta inflamatoria que organiza el proceso natural de reparación muscular. Demostraron que el bloqueo de la capacidad de las células madre musculares para responder a la PGE2, o el tratamiento con medicamentos antiinflamatorios no esteroides como el ibuprofeno que inhiben la síntesis de PGE2, conduce a la pérdida de fuerza muscular después de una lesión. [11] La inyección de PGE2 en los músculos lesionados hace que las células madre musculares residentes aumenten en número y mejora la reparación muscular. [11] Estos experimentos demostraron que la PGE2 es necesaria y suficiente para la función de las células madre musculares en la recuperación después de una lesión.
En 2021, Blau descubrió que, con el envejecimiento, los músculos acumulan cantidades cada vez mayores de la enzima 15-PGDH , la enzima que degrada las prostaglandinas y que descompone la PGE2. [13] Esta enzima parece ser un regulador maestro del envejecimiento muscular. Si la 15-PGDH se sobreexpresa en los músculos de ratones jóvenes, estos presentan atrofia y debilidad muscular que imitan el efecto de años de envejecimiento. Por el contrario, el uso de un fármaco de molécula pequeña para reducir la actividad de la 15-PGDH en ratones viejos aumenta notablemente la masa muscular, la fuerza y la resistencia cuando se corre en una cinta de correr. [13] Estos experimentos demostraron que la 15-PDGH es un determinante molecular fundamental del envejecimiento muscular, una nueva clase de molécula que Blau denominó "gerozima". [14]
Cuando los músculos esqueléticos pierden las sinapsis, puntos de contacto con los nervios, se atrofian y debilitan, lo que compromete la movilidad y afecta la calidad de vida. La denervación puede ser repentina debido a una lesión traumática que comprime o corta los nervios o puede ocurrir progresivamente con el tiempo debido a una enfermedad o la edad. Un total de 3 a 5% de la población en los Estados Unidos sufre de estos trastornos, y las opciones de tratamiento disponibles son limitadas. [21] [22] El laboratorio de Blau demostró que la inhibición de la gerozima restaura las conexiones neuromusculares después de una pérdida aguda o crónica de sinapsis debido a una lesión o al envejecimiento. [14]
Experimentos posteriores demostraron que bloquear la actividad de la gerozima tiene un efecto beneficioso sinérgico sobre el músculo: mejora la cantidad y la función de las fábricas de energía celular llamadas mitocondrias , remodela la disposición de los filamentos de proteína llamados miofibrillas que forman las fibras musculares y reprime las vías dañinas asociadas con el envejecimiento. [13] Junto con su efecto sobre las células madre musculares y los axones motores, la 15-PGDH representa un objetivo potente para los tratamientos diseñados para mejorar la fuerza muscular en aquellos que son frágiles debido al desuso muscular, una enfermedad genética o la edad. Blau participa activamente en los esfuerzos para traducir estos hallazgos a la clínica.
Blau es una inventora apasionada que posee 16 patentes estadounidenses emitidas y numerosas patentes internacionales que se centran en ensayos de interacciones de proteínas, métodos para la extensión de telómeros y regeneración de tejidos . [23] Obtuvo un Premio a la Inventora Destacada de la Oficina de Licencias de Tecnología de la Universidad de Stanford y es reconocida como una de las principales innovadoras de Stanford. Fue elegida miembro de la Academia Nacional de Inventores en 2017. [24] Blau asesora a empresas biotecnológicas y farmacéuticas y es la fundadora de dos empresas centradas en la medicina regenerativa para aumentar la esperanza de vida.
Blau es conocida por su apoyo a las mujeres en la ciencia y su éxito como mentora de numerosos científicos jóvenes que conforman la próxima generación de líderes académicos en biología muscular, biología de células madre y medicina regenerativa. Ha capacitado a más de 95 estudiantes y académicos posdoctorales y es mentora de científicos jóvenes en todos los niveles.
Blau ha formado parte de muchos consejos y juntas asesoras científicas importantes, entre ellos la Junta de Supervisores de Harvard , la Academia Nacional de Ciencias , la Academia Nacional de Medicina , el Instituto Nacional sobre el Envejecimiento del NIH , la Academia Estadounidense de las Artes y las Ciencias , la Sociedad Estadounidense de Biología Celular , la Sociedad Estadounidense de Terapia Génica, la Fundación Médica Ellison y la Sociedad Internacional de Investigación con Células Madre . Se ha desempeñado como presidenta de la Sociedad Estadounidense de Biología del Desarrollo y presidenta de la Sociedad Internacional de Diferenciación. Ha organizado numerosas conferencias nacionales e internacionales y es miembro electo de la Academia Pontificia de Ciencias que asesora al Papa Francisco en el Vaticano .
Blau es una defensora activa del uso ético de células madre, tejidos fetales y animales en la investigación y ha contribuido a múltiples artículos en el New England Journal of Medicine en los que se analizan las políticas de investigación con animales [25] y el uso de tejido fetal humano en medicina. [26] Recientemente, ayudó a implementar las “Directrices para la investigación con células madre y la traducción clínica” de 2023 de la Sociedad Internacional para la Investigación con Células Madre . [27]
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