Publicado 19/07/2022 07:19

Crean el primer mapa completo del desarrollo de las células madre sanguíneas humanas

Archivo - Coágulo de sangre hecho de glóbulos rojos, plaquetas y hebras de proteína de fibrina
Archivo - Coágulo de sangre hecho de glóbulos rojos, plaquetas y hebras de proteína de fibrina - DR_MICROBE/ ISTOCK - Archivo

MADRID, 19 Jul. (EUROPA PRESS) -

Un equipo internacional de científicos, dirigidos por la Universidad de California Los Ángeles (UCLA), han creado una hoja de ruta, la primera de su clase, que traza cada paso en el desarrollo de las células madre sanguíneas en el embrión humano, proporcionando a los científicos un modelo para producir células madre sanguíneas totalmente funcionales en el laboratorio.

La investigación, que se publica en la revista 'Nature', podría ayudar a ampliar las opciones de tratamiento de cánceres sanguíneos como la leucemia y de trastornos sanguíneos hereditarios como la anemia de células falciformes, según la doctora Hanna Mikkola, del Centro Eli y Edythe Broad de Medicina Regenerativa e Investigación de Células Madre de la UCLA, que dirigió el estudio.

Las células madre sanguíneas, también llamadas células madre hematopoyéticas, tienen la capacidad de hacer copias ilimitadas de sí mismas y de diferenciarse en todos los tipos de células sanguíneas del cuerpo humano.

Durante décadas, los médicos han utilizado células madre sanguíneas procedentes de la médula ósea de donantes y del cordón umbilical de los recién nacidos en tratamientos de trasplante para salvar vidas de enfermedades sanguíneas e inmunológicas. Sin embargo, estos tratamientos se ven limitados por la escasez de donantes compatibles y obstaculizados por el escaso número de células madre en la sangre del cordón umbilical.

Los investigadores han tratado de superar estas limitaciones intentando crear células madre sanguíneas en el laboratorio a partir de células madre pluripotentes humanas, que pueden dar lugar a cualquier tipo de célula del cuerpo.

Pero el éxito ha sido esquivo, en parte porque los científicos han carecido de las instrucciones para hacer que las células cultivadas en el laboratorio se diferencien en células madre sanguíneas autorrenovables en lugar de en células progenitoras sanguíneas de corta vida, que sólo pueden producir tipos limitados de células sanguíneas.

"Nadie ha conseguido fabricar células madre sanguíneas funcionales a partir de células madre pluripotentes humanas porque no sabíamos lo suficiente sobre la célula que intentábamos generar", recuerda Mikkola, profesor de biología molecular, celular y del desarrollo en la Facultad de UCLA y miembro del Centro Oncológico Integral Jonsson de UCLA.

La nueva hoja de ruta ayudará a los investigadores a entender las diferencias fundamentales entre los dos tipos de células, lo que es fundamental para crear células adecuadas para su uso en terapias de trasplante, dijo el científico de la UCLA Vincenzo Calvanese, coprimer autor de la investigación, junto con Sandra Capellera-Garcia y Feiyang Ma de la UCLA.

"Ahora tenemos un manual de cómo se fabrican las células madre hematopoyéticas en el embrión y cómo adquieren las propiedades únicas que las hacen útiles para los pacientes", resalta Calvanese, que también es jefe de grupo en el University College de Londres. Los datos desidentificados están a disposición del público en el sitio web The Atlas of Human Hematopoietic Stem Cell Development.

El equipo de investigación, que incluye a científicos de la Universidad de Tubinga (Alemania) y del Instituto de Investigación Infantil Murdoch (Australia), creó el recurso utilizando la secuenciación de ARN unicelular y la transcriptómica espacial, nuevas tecnologías que permiten a los científicos identificar las redes y funciones genéticas únicas de miles de células individuales y revelar la ubicación de estas células en el embrión.

Los datos permiten seguir a las células madre de la sangre a medida que emergen del endotelio hemogénico y migran por distintos lugares durante su desarrollo, partiendo de la aorta y llegando finalmente a la médula ósea. Y lo que es más importante, el mapa revela hitos específicos en su proceso de maduración, incluida su llegada al hígado, donde adquieren las capacidades especiales de las células madre sanguíneas.

Para explicar el proceso de maduración, Mikkola compara las células madre sanguíneas inmaduras con los aspirantes a cirujanos. Al igual que los cirujanos necesitan pasar por diferentes etapas de formación para aprender a realizar cirugías, las células madre sanguíneas inmaduras deben pasar por diferentes lugares para aprender a realizar su trabajo como células madre sanguíneas.

El grupo de investigación también identificó el precursor exacto en la pared de los vasos sanguíneos que da lugar a las células madre sanguíneas. Este descubrimiento aclara una antigua controversia sobre el origen celular de las células madre y el entorno necesario para crear una célula madre sanguínea en lugar de una célula progenitora sanguínea.

Ahora que los investigadores han identificado firmas moleculares específicas asociadas a las distintas fases del desarrollo de las células madre sanguíneas humanas, los científicos pueden utilizar este recurso para ver lo cerca que están de fabricar una célula madre sanguínea transplantable en el laboratorio.

"Antes, si intentábamos crear una célula madre sanguínea a partir de una célula pluripotente y no se trasplantaba, no sabíamos en qué parte del proceso habíamos fallado --explica Mikkola--. Ahora, podemos colocar las células en nuestra hoja de ruta para ver dónde estamos teniendo éxito, dónde nos estamos quedando cortos y afinar el proceso de diferenciación según las instrucciones del embrión".

Además, el mapa puede ayudar a los científicos a entender cómo las células formadoras de sangre que se desarrollan en el embrión contribuyen a las enfermedades humanas. Por ejemplo, sienta las bases para estudiar por qué algunos cánceres sanguíneos que comienzan en el útero son más agresivos que los que se producen después del nacimiento.

"Ahora que hemos creado un recurso en línea que los científicos de todo el mundo pueden utilizar para orientar sus investigaciones, empieza el verdadero trabajo --subraya Mikkola--. Es un momento realmente emocionante para estar en el campo porque finalmente vamos a ver los frutos de nuestro trabajo".

Contador