Cómo las células madre de la sangre se mantienen intactas durante toda la vida
Los investigadores descubrieron un elegante mecanismo
Las células madre de la médula ósea siguen reponiendo células sanguíneas hasta el día de nuestra muerte. Lo hacen dividiéndose en una célula hija que se convierte en una célula sanguínea y una segunda célula que sigue siendo una célula madre. Pero cada vez que una célula se divide, pueden producirse errores que cambian el genoma de la célula y aumentan el riesgo de que se convierta en una célula cancerosa.
Imagen simbólica
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Un equipo de investigadores del Instituto de Salud de Berlín en Charité, el Centro Max-Delbrück de Medicina Molecular en la Asociación Helmholtz (MDC), el Instituto de Tecnología de Células Madre y Medicina Experimental de Heidelberg (HI-STEM), el Centro Alemán de Investigación del Cáncer (DKFZ) y la Facultad de Medicina de Harvard ha descubierto ahora un elegante mecanismo que protege a las células madre de este riesgo.
Nuestra sangre contiene muchos tipos diferentes de células que intervienen en nuestro sistema inmunitario, en el transporte de oxígeno y en la curación de heridas. Simon Haas, del BIH, el MDC y el HI-STEM, explica que nuestro cuerpo se deshace de las células viejas y forma unos mil millones de células nuevas cada día: "Puede ser incluso más que eso, dependiendo de las necesidades de cada persona. Un paciente de COVID, por ejemplo, necesitará más células inmunitarias para ayudarle a combatir la infección. Y todas esas nuevas células proceden de las llamadas células madre sanguíneas de nuestra médula ósea. Siguen haciendo su trabajo durante toda nuestra vida".
Protección pasiva y activa de las células madre
Pero como estas células madre tienen que producir tantas células, su genoma necesita una protección extremadamente buena contra los daños. "Cualquier error se transmitirá a las células hijas y se multiplicará", dice Haas. Por ello, los investigadores llevan mucho tiempo tratando de averiguar el mecanismo que garantiza que las células madre sólo muten en raras ocasiones. Uno de ellos salió a la luz hace un tiempo: "Dentro de la médula ósea, las células madre residen en un nicho de células madre que las protege de los factores ambientales perjudiciales", dice Andreas Trumpp, director de HI-STEM y jefe de la División de Células Madre y Cáncer del DKFZ de Heidelberg. "Suelen mantenerse en estado latente y sólo se despiertan cuando se las necesita. Es un sistema muy fiable. La protección sólo empieza a declinar en la vejez, razón por la cual la leucemia se da tristemente con más frecuencia en personas mayores."
Pero está claro que esta protección pasiva es sólo una parte del secreto de nuestras células madre indemnes. Haas y su equipo han descubierto ahora que las células madre sí mutan de vez en cuando, pero parece que el cuerpo las reconoce y las elimina antes de que puedan causar algún daño. "El nicho de las células madre contiene células inmunitarias llamadas células T, y éstas comprueban regularmente qué proteínas se presentan en la superficie de las células madre", dice Haas. "Si las células inmunitarias detectan cambios cancerosos en una célula madre, la activan y la expulsan del nicho".
Las tecnologías unicelulares muestran que las células madre se comunican con las células T
Los investigadores descubrieron esta interacción entre las células T y las células madre más bien por casualidad. Pablo Hernández-Malmierca, autor principal del estudio, estuvo investigando las células madre mediante análisis de expresión génica y tecnologías unicelulares. "Así supimos que las células madre de la médula ósea producen todas las proteínas necesarias para comunicarse con las células T en el nicho de la médula ósea".
Lo que más sorprendió al equipo fue que las células madre parecen utilizar moléculas de señalización que sólo unos pocos tipos de células especializadas despliegan para comunicarse con las células T. "Las únicas células que se comunican a través de moléculas MHC de clase II en su superficie son las células presentadoras de antígenos profesionales", dice Haas. "Al principio no podíamos creer que las células madre de la médula ósea también utilizaran esta vía específica". Para comprobar si las células madre utilizaban realmente las moléculas MHC II que producían, el segundo autor principal, Dominik Vonficht, juntó células madre y células T en una placa de Petri.
"Descubrimos que las células madre mutadas activan las células T presentando fragmentos de sus proteínas mutadas en las moléculas MHC II. También vimos que las células T activan a las células madre utilizando su receptor de células T para unirse a las moléculas MHC II. Así que la comunicación funciona en ambas direcciones", dice Hernández-Malmierca. "Las células madre activadas se dividen, pero esta vez ambas células hijas se diferencian para formar células sanguíneas, en lugar de que una siga siendo una célula madre. Esto elimina el peligro de que una célula madre mutada siga produciendo una descendencia mutada".
Reescribiendo los libros de texto
Los investigadores también demostraron que el mecanismo de seguridad de las células madre funciona a través de la vía del CMH II en los ratones. "Criamos ratones con dos tipos diferentes de células madre: La mitad de las células madre estaban sanas y la otra mitad presentaba fragmentos de una proteína anormal en su superficie a través de la molécula MHC II. Cuando dimos a los ratones células T cuyos receptores reconocían la proteína anormal, las células madre afectadas desaparecieron rápidamente de la médula ósea, dejando sólo las células madre sanas. Esto protegió a los ratones del desarrollo de la leucemia", explica Alexandra Schnell, de la Facultad de Medicina de Harvard. El análisis de los datos clínicos demostró que el mecanismo recién descubierto también elimina las células madre anormales para evitar la acumulación de mutaciones en los seres humanos.
Haas -cuyo grupo de investigación forma parte del área de interés conjunta "Enfoques unicelulares para la medicina personalizada" en el BIH, Charité y el MDC- está encantado de que las nuevas tecnologías estén reescribiendo los libros de texto. "Antes se daba por sentado que sólo las células dendríticas, los macrófagos y las células B tienen moléculas MHC II y presentan antígenos por esta vía. Estamos muy sorprendidos de haber descubierto que las células madre sanguíneas de la médula ósea también utilizan este mismo mecanismo para comunicarse con las células T, y sospecho que también será el caso de la mayoría de nuestros colegas".
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
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