El conocimiento sobre la creación de células madre sanguíneas se implementaría para ayudar a los pacientes con cáncer.
Fueron descubiertas por ingenieros biomédicos e investigadores en la Universidad de Nueva Gales del Sur (UNSW) y los hallazgos son parte de un movimiento en la medicina regenerativa hacia el uso de células madre pluripotentes inducidas para tratar enfermedades. Esto consiste en que las células madre son sometidas a ingeniería inversa a partir de células de tejido adulto, en lugar de utilizar embriones humanos o animales vivos.
Aunque las células madre pluripotentes son inducidas desde el año 2006, los científicos aún tienen mucho que aprender sobre cómo imitar de manera artificial y segura, la diferenciación celular en el cuerpo humano, con el fin de brindar un tratamiento médico en específico.
Con base en ello, han surgido dos estudios de investigadores de la UNSW en esta área que arrojan nuevas señales no solo sobre cómo se producen los precursores de las células madre sanguíneas en animales y humanos, sino también sobre cómo pueden inducirse artificialmente.
Estudio con un dispositivo de microfluidos
En el estudio, los investigadores de la Facultad de Ingeniería Biomédica de la Universidad, demostraron cómo una simulación del corazón latiendo de un embrión utilizando un dispositivo de microfluidos en el laboratorio, condujo al desarrollo de precursores de células madre de la sangre humana, que son células madre en a punto de convertirse en células madre sanguíneas.
Y en un artículo publicado recientemente en Nature Cell Biology, investigadores de UNSW Medicine & Health revelaron la identidad de las células en embriones de ratones responsables de la creación de células madre sanguíneas.
Ambos estudios son pasos significativos hacia la comprensión de cómo, cuándo, dónde y qué células están involucradas en la creación de células madre sanguíneas. En el futuro, este conocimiento podría usarse para ayudar a los pacientes con cáncer, entre otros, que se han sometido a altas dosis de radio y quimioterapia, a reponer sus células madre sanguíneas agotadas.
Emular al corazón
En el estudio, la Dra. Jingjing Li, autora principal, y sus colegas investigadores describieron cómo un sistema de microfluidos de 3 cm x 3 cm bombeaba células madre sanguíneas producidas a partir de una línea de células madre embrionarias para imitar el corazón latiendo de un embrión y las condiciones de circulación sanguínea.
La especialista indicó que en las últimas décadas, los ingenieros biomédicos han estado tratando de producir células madre sanguíneas en platos de laboratorio para resolver el problema de la escasez de células madre sanguíneas de donantes. Pero nadie ha sido capaz de lograrlo todavía.
Al respecto, la Dra. Li explicó que, "parte del problema es que todavía no comprendemos completamente todos los procesos que ocurren en el micro ambiente durante el desarrollo embrionario, que conduce a la creación de células madre sanguíneas alrededor del día 32 en el desarrollo embrionario".
Además, recalcó: "así que creamos un dispositivo que imita el latido del corazón y la circulación sanguínea y un sistema de agitación orbital que causa tensión de cizallamiento, o fricción, de las células sanguíneas a medida que se mueven a través del dispositivo o alrededor de un plato".
Células madre sanguíneas precursoras
Estos sistemas promovieron el desarrollo de células madre sanguíneas precursoras que pueden diferenciarse en varios componentes de la sangre: glóbulos blancos, glóbulos rojos, plaquetas y otros. Estaban emocionados de ver este mismo proceso, conocido como hematopoyesis, replicado en el dispositivo.
El coautor del estudio, el profesor asociado Robert Nordon, dijo que estaba sorprendido de que el dispositivo no solo creará precursores de células madre sanguíneas que luego produjeron células sanguíneas diferenciadas, sino que también creó las células del tejido del entorno del corazón embrionario que es crucial para este proceso.
"Lo que me asombra de esto es que las células madre sanguíneas cuando se forman en el embrión se forman en la pared del vaso principal llamado aorta. Y básicamente salen de esta aorta y entran en la circulación, y luego van al hígado y forman lo que se llama hematopoyesis definitiva, o formación definitiva de sangre”, destacó.
"Hacer que se forme una aorta y luego que las células emerjan de esa aorta a la circulación, ese es el paso crucial requerido para generar estas células", complementó.
Los investigadores son cautelosamente optimistas acerca de su logro al emular las condiciones del corazón embrionario con un dispositivo mecánico. Esperan que pueda ser un paso hacia la resolución de los desafíos que limitan los tratamientos médicos regenerativos en la actualidad: escasez de células madre de sangre de donantes, rechazo de células de tejido de donantes y los problemas éticos que rodean el uso de embriones de FIV.
Estudio de cómo se crean células madre sanguíneas en embriones
En otro estudio independiente, la Dra. Li y Nordon, el profesor de Medicina y Salud de la UNSW, John Pimanda, y el Dr. Vashe Chandrakanthan estaban haciendo su propia investigación sobre cómo se crean las células madre sanguíneas en los embriones.
En su estudio con ratones, los investigadores buscaron el mecanismo que se usa naturalmente en los mamíferos para producir células madre sanguíneas a partir de las células que recubren los vasos sanguíneos, conocidas como células endoteliales.
"Ya se sabía que este proceso tiene lugar en embriones de mamíferos, donde las células endoteliales que recubren la aorta se transforman en células sanguíneas durante la hematopoyesis", dijo el profesor Pimanda.
En su artículo, el Prof. Pimanda y el Dr. Chandrakanthan describieron cómo resolvieron este rompecabezas al identificar las células en el embrión que pueden convertir las células endoteliales embrionarias y adultas en células sanguíneas. Las células, conocidas como "células estromales PDGFRA+ derivadas de Mesp1", residen debajo de la aorta y solo rodean la aorta en una ventana muy estrecha durante el desarrollo embrionario.
El Dr. Chandrakanthan dijo que conocer la identidad de estas células proporciona a los investigadores médicos pistas sobre cómo las células endoteliales adultas de mamíferos podrían activarse para crear células madre sanguíneas, algo que normalmente no pueden hacer.
"Nuestra investigación mostró que cuando las células endoteliales del embrión o del adulto se mezclan con 'células estromales PDGFRA+ derivadas de Mesp1', comienzan a producir células madre sanguíneas", dijo.
Si bien se necesita más investigación antes de que esto pueda traducirse en la práctica clínica, incluida la confirmación de los resultados en células humanas, el descubrimiento podría proporcionar una nueva herramienta potencial para generar células hematopoyéticas injertables.
Fuente consultada aquí.
