Un método innovador ofrece nuevos conocimientos sobre el microambiente de las células madre
La médula ósea en 3D
Investigadores del Laboratorio Europeo de Biología Molecular (EMBL) y del Centro Alemán de Investigación del Cáncer (DKFZ) en Heidelberg, Alemania, han desarrollado nuevos métodos para revelar la organización tridimensional de la médula ósea a nivel de una sola célula. Dado que la médula ósea alberga las células madre de la sangre responsables de la generación de sangre de por vida, estos resultados y el nuevo método proporcionan una base científica novedosa para estudiar el cáncer de sangre.
Una imagen de montaje completo de un fémur de ratón.
Baccin et al./DKFZ/EMBL
En el estudio publicado el grupo, dirigido por investigadores del EMBL y del DKFZ, presenta sus nuevos métodos que permiten caracterizar órganos complejos. El equipo centró su investigación en la médula ósea de los ratones, ya que alberga células madre de la sangre que son responsables de la producción de sangre durante toda la vida. Debido a la capacidad de influir en las células madre y de sostener la producción de sangre, existe un creciente interés en explotar el entorno de la médula ósea como objetivo para los nuevos tratamientos de la leucemia.
"Hasta ahora, se sabía muy poco sobre cómo se organizan espacialmente las diferentes células dentro de la médula ósea y cómo interactúan entre sí", explica Chiara Baccin, una postdoctora del Grupo Steinmetz en el EMBL de Heidelberg. Los nuevos métodos utilizados permitieron al equipo descubrir la composición celular, la organización tridimensional y la forma en que las células interactúan entre sí. En el proceso, los investigadores han identificado tipos de células previamente desconocidas, las llamadas "células nicho", que son de gran importancia para la regulación de las células madre de la sangre.
Para entender qué células se pueden encontrar en la médula ósea, dónde están localizadas y cómo pueden impactar en las células madre, los investigadores combinaron la transcriptómica unicelular y espacial con métodos computacionales novedosos. Al analizar el contenido de ARN de las células individuales de la médula ósea, el equipo identificó 32 tipos celulares diferentes, incluyendo tipos celulares extremadamente raros y previamente desconocidos. "Creemos que estas raras 'células nicho' establecen entornos únicos en la médula ósea que son necesarios para la función de las células madre y la producción de nuevas células sanguíneas e inmunes", explica Simon Haas, líder del grupo en el DKFZ y HI-STEM.
Utilizando métodos computacionales novedosos, los investigadores no sólo pudieron determinar la organización de los diferentes tipos de células en la médula ósea en 3D, sino que también pudieron predecir cómo interactúan las células entre sí. "Es la primera evidencia de que las interacciones espaciales en un tejido pueden ser deducidas computacionalmente en base a los datos genómicos", explica Lars Velten, científico del Grupo Steinmetz.
"Nuestro conjunto de datos es accesible públicamente a cualquier laboratorio del mundo y podría ser decisivo para perfeccionar los estudios in vivo", dice Lars Steinmetz, jefe de grupo del LEBM de Heidelberg. Los datos, que ya son utilizados por diferentes equipos en todo el mundo, son accesibles en un atlas 3D a través de una aplicación web de fácil manejo. Toda la información recopilada está disponible de forma gratuita y facilitará en el futuro el perfeccionamiento de los estudios genéticos.
El método desarrollado puede ser utilizado en diferentes tejidos para el estudio de su organización 3D. "Nuestro enfoque es ampliamente aplicable y puede ser usado para estudiar la compleja patología de las enfermedades humanas. En la actualidad, estamos utilizando estos enfoques en enfermedades hematológicas, como la leucemia", destaca Andreas Trumpp, director general de HI-STEM y jefe de la división en el DKFZ.
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