Las células madre sanguíneas se encuentran entre las más productivas del cuerpo humano, ya que generan aproximadamente 10 mil millones de nuevos glóbulos blancos cada día. Un nuevo estudio de USC Stem Cell, publicado en la revista EMBO Reports, revela que estas células también son extraordinariamente adaptables: cuando algunas células madre sanguíneas no logran producir tipos específicos de células inmunitarias, otras células madre sanguíneas detectan la deficiencia y la compensan produciendo en exceso el tipo de célula que falta para restablecer el equilibrio inmunitario. El descubrimiento abre nuevas posibilidades para comprender y tratar una amplia gama de trastornos sanguíneos, cánceres y afecciones que implican el trasplante de médula ósea.
Cómo las células madre sanguíneas detectan y compensan las deficiencias inmunitarias
La investigación fue llevada a cabo por Lisa Nguyen, estudiante de doctorado de la USC, y sus colegas del laboratorio de Rong Lu, profesor adjunto de biología de células madre y medicina regenerativa en la USC. Para rastrear el comportamiento de células madre sanguíneas individuales, los científicos incorporaron fragmentos únicos de código genético a cada célula presente en la médula ósea de ratones. Estas etiquetas genéticas se transmitieron de cada célula madre sanguínea a su descendencia durante la producción de sangre, lo que permitió a los investigadores seguir la producción de células específicas a lo largo del tiempo, incluyendo los dos tipos de células inmunitarias conocidas como células B y células T.
A continuación, el equipo llevó a cabo una serie de trasplantes de médula ósea para comprobar qué ocurre cuando se mezclan células madre sanguíneas con otras que presentan deficiencias. A los ratones se les administraron combinaciones de células madre sanguíneas normales junto con células madre sanguíneas genéticamente mutadas que eran incapaces de producir células B por sí solas, o bien células B y T a la vez.
Lo que revelaron los experimentos con trasplantes de células madre sanguíneas
Los resultados mostraron una clara respuesta compensatoria impulsada por las células madre sanguíneas normales. Cuando se trasplantaron junto con células madre deficientes en células B, las células madre sanguíneas normales produjeron un exceso de células B para mantener el equilibrio del sistema inmunitario. Cuando se trasplantaron junto con células deficientes tanto en células B como en células T, las células madre sanguíneas normales compensaron esta carencia produciendo un exceso de ambos tipos de células simultáneamente. En cada caso, el sistema inmunitario recuperó su equilibrio gracias a la respuesta adaptativa de la población de células madre sanguíneas sanas.
Un análisis más detallado reveló que esta función compensatoria no se distribuía de manera uniforme entre todas las células madre sanguíneas normales. Un pequeño subconjunto de células altamente productivas era responsable de la mayor parte de la sobreproducción. Estas células madre sanguíneas clave se multiplicaron de manera espectacular en respuesta a la deficiencia inmunológica, continuaron haciéndolo cuando se trasplantaron a diferentes ratones receptores y mostraron cambios cuantificables en la actividad génica que potenciaron su capacidad para suplir con creces los tipos de células inmunitarias que faltaban.
Por qué la resiliencia de las células madre sanguíneas es importante para las enfermedades y su tratamiento
Según Lu, la capacidad de las células madre sanguíneas para compensar las deficiencias inmunitarias ofrece un grado significativo de resiliencia frente a las alteraciones que afectan al sistema sanguíneo e inmunitario. Entre estas alteraciones se incluyen el proceso natural de envejecimiento, las primeras etapas de muchos tipos de cáncer de la sangre y trastornos hematológicos, así como las afecciones provocadas por el propio trasplante de médula ósea. Comprender cómo funciona esta capacidad compensatoria a nivel celular y genético podría permitir a los investigadores aprovecharla de forma deliberada, optimizando los tratamientos para los pacientes cuyas poblaciones de células madre sanguíneas se encuentran comprometidas.
El hallazgo de que un pequeño número de células madre sanguíneas altamente productivas es el responsable de la mayor parte de la compensación reviste especial importancia para la medicina de trasplantes. Si se lograra identificar estas células de alta producción y multiplicarlas de manera selectiva antes del trasplante, podría ser posible mejorar los resultados de la reconstitución inmunológica en pacientes sometidos a procedimientos de médula ósea para tratar la leucemia, el linfoma y otros tipos de cáncer de la sangre.
Las implicaciones más amplias de la investigación con células madre sanguíneas
Este estudio se suma a un creciente conjunto de pruebas que indican que las poblaciones de células madre sanguíneas no son estáticas ni uniformes en cuanto a su contribución, sino más bien dinámicas y capaces de responder a señales relacionadas con el desequilibrio del sistema inmunitario. Los cambios en la actividad génica observados en las células compensatorias de alta producción sugieren que esta capacidad de adaptación se regula a nivel transcripcional, lo que apunta hacia posibles dianas moleculares para la intervención terapéutica.
A medida que los investigadores continúan desentrañando cómo se comunican las células madre sanguíneas y cómo responden a las deficiencias inmunitarias sistémicas, los conocimientos adquiridos podrían extenderse mucho más allá de los trasplantes, abarcando las enfermedades autoinmunes, los trastornos de inmunodeficiencia y la biología del envejecimiento.
Para obtener más información sobre la hematología y la investigación con células madre, visite el Blog de FOMAT. FOMAT lleva a cabo ensayos clínicos en el ámbito de la hematología y la oncología en centros de todo Estados Unidos. Para obtener más información sobre los estudios en curso, visite Página de estudios con pacientes de FOMAT.
Para consultar el texto completo, véase el artículo original en Noticias de la USC.