Una nueva investigación podría ayudar a mejorar los trasplantes de médula ósea y células madre para pacientes con enfermedades relacionadas con la sangre

Las células madre hematopoyéticas (HSC) tienen la capacidad tanto de autorrenovarse como de diferenciarse en todos los tipos de células sanguíneas maduras, lo que las convierte en tratamientos prometedores para una variedad de enfermedades. Sin embargo, los mecanismos involucrados en el injerto, cuando las células comienzan a crecer y producen células sanguíneas sanas después de ser trasplantadas a un paciente, no se conocen bien. Un estudio reciente dirigido por investigadores del Hospital General de Massachusetts (MGH) y la Facultad de Medicina de la Universidad de Boston ha revelado la firma única de genes expresados ​​por HSC capaces de experimentar este proceso. Los hallazgos, que se publican en Comunicaciones de la naturalezapodría permitir a los científicos expandir estas células fuera del cuerpo o convertir otros tipos de células madre en células que puedan repoblar el sistema sanguíneo.

En los adultos, las HSC se encuentran en la médula ósea y el torrente sanguíneo, pero antes del nacimiento, se pueden encontrar en mayor medida en el hígado, donde se multiplican o proliferan en HSC adicionales a un ritmo muy elevado. Además, la investigación en animales ha demostrado que las HSC en el hígado fetal son más capaces de injertarse que las HSC de la médula ósea.

Para comprender qué permite que las HSC de hígado fetal tengan estas características superiores de proliferación e injerto, los investigadores examinaron los patrones de expresión génica que son exclusivos de estas células madre altamente potentes. Combinaron este examen con una variedad de métodos experimentales para caracterizar la expresión proteica y la funcionalidad de esas mismas células.

«Este análisis en profundidad reveló que estas células madre expresan una proteína en su superficie llamada CD201 que se correlaciona muy de cerca con este potencial de injerto y puede usarse para aislar células madre funcionales de otros tipos de células», dice el coautor principal Alejandro B. Balazs, Ph.D., investigador principal del Instituto Ragon de MGH, MIT y Harvard. «Esto nos ayudará a mejorar el proceso de trasplante de médula ósea y células madre al permitirnos purificar estas células».

La mejor comprensión de los genes involucrados también ayudará a los científicos a propagar HSC con alto potencial de injerto en el laboratorio y manipularlos para combatir de manera más eficiente las enfermedades relacionadas con las células sanguíneas, como la anemia de células falciformes, el VIH y ciertos tipos de cáncer. «En conjunto, este trabajo ha dado como resultado un modelo detallado de las células madre sanguíneas más potentes y conducirá a una mejor comprensión de por qué estas células tienen una capacidad regenerativa tan extraordinaria. Estos conocimientos nos permitirán crear terapias más seguras y eficientes para los pacientes. sufren de trastornos de la sangre», dice el autor principal Kim Vanuytsel, Ph.D., profesor asistente de investigación de medicina en la Facultad de Medicina de la Universidad de Boston.

El coautor principal George J. Murphy, Ph.D., profesor asociado de medicina en la Facultad de Medicina de la Universidad de Boston y cofundador de BU y BMC Center for Regenerative Medicine (CReM), agrega que el recurso compartido abiertamente del equipo, que se ha puesto a disposición en un formato interactivo en https://engraftable-hsc.cells.ucsc.edu, permitirá nuevos conocimientos biológicos sobre el potencial de injerto y estimulará una amplia gama de estudios futuros. «Este importante trabajo no hubiera sido posible sin las potentes colaboraciones colegiadas que tuvieron lugar entre las instituciones del área de Boston. Este proyecto también es un brillante ejemplo de ‘biología de fuente abierta’ en el trabajo donde la información y los conocimientos compartidos libremente pueden ser aprovechados por todos para futuros descubrimientos», dice.

Los coautores incluyen a Carlos Villacorta-Martin, Jonathan Lindstrom-Vautrin, Zhe Wang, Wilfredo F. Garcia-Beltran, Vladimir Vrbanac, Dylan Parsons, Evan C. Lam, Taylor M. Matte, Todd W. Dowrey, Sara S. Kumar, Mengze Li, Feiya Wang, Anthony K. Yeung, Gustavo Mostoslavsky, Ruben Dries, Joshua D. Campbell y Anna C. Belkina.