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Discovery opens avenue for research into new veterinary and human treatments for a range of degenerative conditions

News — (February 28, 2011鈥擳oronto, ON and Montr茅al, QC) In a world first, pluripotent stem cells have been generated from horses by a team of researchers led by Dr. Andras Nagy at the Samuel Lunenfeld Research Institute of Mount Sinai Hospital and Dr. Lawrence Smith at the University of Montreal鈥檚 Faculty of Veterinary Science. The findings will help enable new stem-cell based regenerative therapies in veterinary medicine, and because horses鈥� muscle and tendon systems are similar to our own, aid the development of preclinical models leading to human applications. The study was published in the February 28 issue of the leading journal Stem Cell Reviews and Reports.

These induced pluripotent stem (iPS) cells can develop into most other cell types and are a source of great hope for use in regenerative medicine and the development of new drugs to prevent and treat various illnesses. One aspect of regenerative medicine is the process of creating living, functional tissues to repair or replace tissue or organ function lost due to damage or disease. 鈥淭o date, iPS cells have been established from several species, but our study is the first to report the derivation of these changeable cells from horses,鈥� Dr. Smith explained.

The research represents a breakthrough for both human and animal health alike. 鈥淓quine iPS cells bring new therapeutic potential to the veterinary field, and open up the opportunity to validate stem-cell based therapies before clinical studies in humans,鈥� Dr. Nagy said. 鈥淎s well, stem-cell based studies using the horse as a model more closely replicate human illnesses, when compared with studies in mice.鈥�

After two months of reprogramming equine somatic cells, the resulting iPS cell lines expressed hallmark markers of pluripotency, contained a correct set of horse chromosomes, and were able to form a full spectrum of cell types and tissues fulfilling the criteria of pluripotency. The term pluripotency refers to the ability of a stem cell to become any of the vast number of different cell types found in the body. 鈥淭his means that the cell lines passed all the tests available to us for determining if they truly are what we think they are: pluripotent and a good source for future regenerative applications,鈥� said Kristina Nagy, research associate in the Nagy laboratory and lead author of the study.

鈥淭he horse is an excellent model for a range of human degenerative diseases, especially those involving joints, bones, tendons and ligaments, such as arthritis,鈥� said Dr. Sheila Laverty, a professor in the Faculty of Veterinary Medicine at the University of Montreal. 鈥淏one fracture, as well as damaged cartilage, tendons and ligaments heal poorly in horses. Therefore, the use of iPS cells in these animals may help enhance long-term tissue repair.鈥� Further research will be required to develop clinical treatments.

Dr. Andras Nagy is a senior investigator at the Lunenfeld, the Canada Research Chair in Stem Cells and Regeneration and McEwen investigator. He received support from the Canadian Stem Cell Network of Canada for this research. Dr. Smith is the Canadian Research Chair in Animal Cloning and Stem Cells and received support from the Canadian Arthritis Network. His lab plays a key role in the University of Montreal鈥檚 Animal Reproduction Research Centre.

About the Samuel Lunenfeld Research Institute of Mount Sinai HospitalThe Samuel Lunenfeld Research Institute of Mount Sinai Hospital, a University of Toronto affiliated research centre established in 1985, is one of the world's premier centres in biomedical research. Thirty-four principal investigators lead research in diabetes, cancer biology, epidemiology, stem cell research, women's and infants' health, neurobiology and systems biology. For more information on the Samuel Lunenfeld Research Institute, please visit www.lunenfeld.ca.

About the Animal Reproduction Research Centre at the University of Montreal鈥檚 Faculty of Veterinary Medicine Founded in 1972, the University of Montreal鈥檚 Animal Reproduction Research Centre (officially le Centre de recherche en reproduction animale de la Facult茅 de M茅decine v茅terinaire de l鈥橴niversit茅 de Montr茅al) has developed an internationally recognized research programme that includes gene cloning, in-vitro fertilization, and the application of biotechnologies to animal productions. The Centre is part of a leading community of animal health researchers at the University of Montreal鈥檚 Faculty of Veterinary Medicine. .

Des chercheurs canadiens sont les premiers au monde 脿 g茅n茅rer des cellules souches pluripotentes 脿 partir de chevaux

La d茅couverte ouvre la voie 脿 la recherche de nouveaux traitements v茅t茅rinaires et humains pour une gamme de conditions d茅g茅n茅ratives

(Le 28 f茅vrier 2011 鈥� Toronto (Ontario) et Montr茅al (Qu茅bec)) Dans le cadre d'une premi猫re mondiale, une 茅quipe de chercheurs dirig茅e par le professeur Andras Nagy, de l'Institut de recherche Samuel Lunenfeld de l'H么pital Mount Sinai de Toronto, et le professeur Lawrence Smith, de la Facult茅 de m茅decine v茅t茅rinaire de l'Universit茅 de Montr茅al, situ茅e 脿 Saint-Hyacinthe, a g茅n茅r茅 des cellules souches pluripotentes 脿 partir de chevaux. Cette d茅couverte aidera 脿 cr茅er de nouvelles th茅rapies r茅g茅n茅ratives en m茅decine v茅t茅rinaire fond茅es sur les cellules souches et, puisque le syst猫me de muscles et de tendons des chevaux ressemble au n么tre, contribuera au perfectionnement de mod猫les pr茅cliniques conduisant 脿 des applications chez l'humain. L'茅tude a 茅t茅 d茅voil茅e dans le num茅ro du 28 f茅vrier de la publication de pointe Stem Cell Reviews and Reports.

Ces cellules souches pluripotentes induites (iPS) peuvent se d茅velopper dans la plupart des autres types de cellules et constituent une source de grand espoir pour l'utilisation en m茅decine r茅g茅n茅rative et la mise au point de nouveaux m茅dicaments visant 脿 pr茅venir et 脿 traiter diverses maladies. L'un des aspects de la m茅decine r茅g茅n茅rative est le processus de cr茅ation de tissus vivants fonctionnels pour r茅parer ou remplacer les pertes de fonctions de tissus ou d'organes caus茅es par des dommages ou par la maladie. 芦 脌 ce jour, des cellules iPS ont 茅t茅 茅tablies 脿 partir de diff茅rentes esp猫ces, mais notre 茅tude est la premi猫re 脿 faire 茅tat de la d茅rivation de ces cellules interchangeables 脿 partir de chevaux 禄, a expliqu茅 le professeur Smith. Il s'agit d'une perc茅e 脿 la fois pour la sant茅 humaine et animale. 芦 Les cellules iPS 茅quines apportent un nouveau potentiel th茅rapeutique 脿 la m茅decine v茅t茅rinaire et permettent de valider des th茅rapies fond茅es sur les cellules souches avant les 茅tudes cliniques sur les humains 禄, a d茅clar茅 le professeur Nagy. 芦 En outre, les 茅tudes fond茅es sur les cellules souches et utilisant le cheval comme mod猫le reproduisent plus exactement les maladies humaines, comparativement aux 茅tudes r茅alis茅es sur des souris. 禄

Apr猫s deux mois consacr茅s 脿 la reprogrammation des cellules somatiques 茅quines, les lign茅es cellulaires iPS r茅sultantes exprimaient des marqueurs caract茅ristiques de la pluripotence, contenaient un nombre conforme de chromosomes de cheval et pouvaient former la totalit茅 du spectre des types cellulaires et des tissus r茅pondant aux crit猫res de pluripotence. Le terme pluripotence fait r茅f茅rence 脿 la capacit茅 d'une cellule souche 脿 se transformer dans n'importe lequel des nombreux types de cellules du corps humain. 芦 Cela signifie que les lign茅es cellulaires ont pass茅 tous les tests 脿 notre disposition pour d茅terminer si elles sont vraiment ce que nous pensons qu'elles sont : pluripotentes et une bonne source d'applications r茅g茅n茅ratives futures 禄, a d茅clar茅 Kristina Nagy, associ茅e de recherche au laboratoire Nagy et premi猫re auteure de l'茅tude. 芦 Le cheval constitue un excellent mod猫le pour tester une th茅rapie cellulaire aux niveaux clinique et exp茅rimental pour une vaste gamme de maladies d茅g茅n茅ratives humaines 禄, a d茅clar茅 Sheila Laverty, chirurgienne pour chevaux et professeure au Laboratoire de recherche en orthop茅die comparative de la Facult茅 de m茅decine v茅t茅rinaire de l'Universit茅 de Montr茅al. 芦 Les tendons, les os et le cartilage gu茅rissent souvent de mani猫re sous-optimale chez le cheval et l'humain, ce qui se traduit par une perte de fonction et par une invalidit茅 脿 long terme. Par cons茅quent, la th茅rapie fond茅e sur les cellules iPS a engendr茅 un optimisme 茅norme pour am茅liorer la r茅paration et la r茅g茅n茅ration de ces tissus, 脿 la fois chez les chevaux et les humains. 禄 D'autres travaux sont en cours pour mettre au point des traitements cliniques.

Le professeur Andras Nagy est chercheur principal 脿 l'Institut Lunenfeld, titulaire de la Chaire de recherche du Canada en cellules souches et en r茅g茅n茅ration et chercheur au Centre McEwen. Ses travaux ont re莽u du soutien de la part du R茅seau de cellules souches du Canada. Le professeur Smith est titulaire de la Chaire de recherche du Canada sur le clonage animal et les cellules souches et a re莽u l'appui du R茅seau canadien de l'arthrite. Son laboratoire joue un r么le essentiel pour le Centre de recherche en reproduction animale de l'Universit茅 de Montr茅al.