Las células inmunitarias olvidan el choque de cultivo
Los resultados abren el camino a nuevas terapias celulares basadas en los macrófagos
Un estudio reciente demuestra que ciertas células inmunitarias pueden restablecer sus funciones normales cuando se introducen de nuevo en el organismo, incluso después de haber sido multiplicadas en el laboratorio hasta alcanzar grandes cantidades: los resultados allanan el camino hacia nuevas terapias celulares.
Los macrófagos alveolares son las células inmunitarias que viven específicamente en los sacos aéreos pulmonares, aquí visibles como puntos rojos en un pulmón de ratón por lo demás transparente.
Sara Gholamhosseinian Najjar und Michaela Burkon
Los macrófagos son células inmunitarias cruciales para la respuesta inmunitaria, la reparación de tejidos y la eliminación de células cancerosas. Los científicos ven en los macrófagos una prometedora terapia viva. Sin embargo, para poder utilizarlos eficazmente en terapias, los macrófagos tienen que crecer hasta alcanzar un gran número en cultivos de laboratorio sin perder sus funciones especiales. Hasta ahora, no estaba claro si esto era posible. Un equipo de científicos de Dresde y Marsella informa ahora de que los macrófagos cultivados durante largos periodos en condiciones de laboratorio pueden funcionar con normalidad cuando se transfieren de nuevo al cuerpo y son indistinguibles de las células que nunca salieron del tejido. Los resultados allanan el camino hacia nuevas terapias celulares basadas en los macrófagos. El estudio se publicó en la revista Nature Immunology el 24 de febrero de 2022.
Los macrófagos son células inmunitarias que están presentes en todos los órganos de nuestro cuerpo. Actúan como guardianes de los tejidos, nutriendo a otras células y eliminando sustancias perjudiciales como bacterias, restos celulares e incluso células tumorales. Por eso los macrófagos han estado en el radar de los científicos como posibles nuevos fármacos vivos para curar órganos dañados, combatir infecciones y luchar contra el cáncer. Sin embargo, para conseguirlo hay que cultivar las células fuera del cuerpo en grandes cantidades. Hasta ahora, esto ha sido difícil para los macrófagos. Además, existían serias dudas de que las condiciones de laboratorio pudieran hacerles perder sus capacidades especiales.
La multiplicación de células en el laboratorio, el llamado cultivo celular, es una técnica habitual que a lo largo de los años ha permitido enormes avances en biología y medicina. Sin embargo, las células cultivadas en el laboratorio están alejadas de su entorno natural y de las señales físicas que parecen esenciales para su función. Las células se cultivan en placas de plástico y se bañan en soluciones nutritivas artificiales. Tienen que adaptarse a estas nuevas condiciones: un verdadero choque cultural. "Queríamos saber exactamente cómo cambian las células en un cultivo celular prolongado y si estos cambios son permanentes o no", afirma el profesor Michael Sieweke, catedrático Humboldt de la Universidad Técnica de Dresde.
El choque del cultivo celular
El equipo del Prof. Sieweke en el Centro de Terapias Regenerativas de Dresde (CRTD) de la Universidad Técnica de Dresde y el Centro de Inmunología de Marsella Luminy (CNRS, INSERM, Universidad de Aix-Marsella) estudió los macrófagos pulmonares de los ratones, células inmunitarias que viven de forma natural en los sacos de aire del pulmón. El equipo consiguió cultivar las células en condiciones de laboratorio durante varios meses y en grandes cantidades. Aunque su aspecto y características generales no se vieron afectados, cuando se examinaron más de cerca, quedó claro que las células habían adquirido en realidad muchos cambios para adaptarse al nuevo entorno.
"Todas las células de nuestro cuerpo tienen el mismo conjunto de genes, pero las células difieren en qué genes se activan y cuáles se mantienen desactivados. Se puede pensar en ello como la huella molecular de la célula: una combinación única de genes activados que distingue, por ejemplo, un macrófago pulmonar de un macrófago intestinal y de una célula cerebral", afirma Sethuraman Subramanian, uno de los autores del estudio. Los científicos han comparado el patrón genético de las células cultivadas en el laboratorio con sus homólogas del pulmón, y han observado diferencias sustanciales. "Esto era de esperar. Vivir en una superficie de plástico y tener todos los nutrientes disponibles es muy diferente a las condiciones naturales. Las células tuvieron que acostumbrarse y lo hicieron cambiando el estado de más de 3.000 genes. La cuestión que realmente nos interesaba era saber si estos cambios podían revertirse", explica el profesor Sieweke.
Olvidar el cultivo
El equipo transfirió los macrófagos cultivados en el laboratorio a su ubicación natural en los pulmones de los ratones. Las comparaciones detalladas mostraron que las células cultivadas en el laboratorio eran indistinguibles de sus equivalentes que nunca salieron del pulmón. "Nos sorprendió ver que las adaptaciones sustanciales que hicieron los macrófagos para vivir en el laboratorio han resultado ser completamente reversibles. Los macrófagos cultivados en el laboratorio se habían olvidado del tiempo que pasaron en él y asumieron plenamente su función y estado normal en el pulmón, sin tener en cuenta su anterior choque cultural", afirma Clara Busch, una de las autoras del estudio.
Terapias celulares del futuro
Aunque la investigación se realizó en ratones, tiene implicaciones muy prometedoras para las terapias en humanos. La capacidad de trasladar los macrófagos entre el cultivo celular y su entorno natural muestra un gran potencial para futuras terapias celulares basadas en los macrófagos. Los macrófagos pulmonares podrían multiplicarse en el laboratorio y adaptarse experimentalmente para combatir una enfermedad específica antes de ser entregados a los pulmones del paciente, donde podrían empezar a desempeñar su función inmediatamente. Esta configuración podría utilizarse para tratar el cáncer, las enfermedades fibróticas o las infecciones similares a la COVID-19 en el pulmón y, eventualmente, en otros órganos.
"Este estudio comenzó mucho antes del inicio de la pandemia, pero demuestra una vez más que la investigación fundamental puede servir como fuente de futuras aplicaciones terapéuticas", concluye el profesor Sieweke.
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