Método pionero para el diagnóstico de células madre
Leif S. Ludwig recibe el Premio Paul Ehrlich y Ludwig Darmstaedter a la Trayectoria Profesional Temprana
El bioquímico y médico Dr. Leif S. Ludwig (40), del Instituto de Salud de Berlín de la Charité y del Centro Max Delbrück, recibirá en 2023 el Premio Paul Ehrlich y Ludwig Darmstaedter para Jóvenes Investigadores, según ha anunciado el Consejo Científico de la Fundación Paul Ehrlich. Ludwig ha desarrollado un método que permite analizar la regeneración permanente de las células de la sangre humana de una forma hasta mil veces más rápida, fiable y barata de lo que era posible hasta ahora. Con ello, la medicina puede determinar por primera vez y con un esfuerzo razonable la actividad de las células madre de la sangre humana.
Dr. Dr. Leif S. Ludwig
Thomas Rafalzyk, Berlin Institute of Health
Nuestra sangre se renueva constantemente. Cada segundo se añaden a nuestro torrente sanguíneo millones de células nuevas que sustituyen a las células sanguíneas moribundas. Se originan a partir de células madre hematopoyéticas (hematopoyéticas) de la médula ósea y maduran gradualmente a lo largo de varias etapas. Tradicionalmente se distinguen cuatro grandes trayectorias de desarrollo: en la primera se producen los glóbulos rojos, que transportan el oxígeno; en la segunda, los trombocitos o plaquetas, que detienen las hemorragias y permiten la cicatrización de las heridas. En la tercera trayectoria se desarrollan los glóbulos blancos, que nos proporcionan nuestra defensa inmunitaria innata, como los granulocitos, por ejemplo, y en la cuarta se desarrollan los linfocitos B y T, que constituyen la base de nuestra defensa inmunitaria adquirida en caso de infección. Sin embargo, a medida que avanzaba la investigación, cada vez resultaba más difícil distinguir estas trayectorias entre sí.
En 1961 se descubrieron las células madre hematopoyéticas. Este descubrimiento permitió la introducción en los años 70 de los trasplantes de médula ósea para tratar ciertos tipos de leucemia. La observación del comportamiento de las células trasplantadas en el organismo del receptor aportó muchos nuevos conocimientos sobre la hematopoyesis. Sin embargo, el hecho de que estos conocimientos se obtuvieran en condiciones artificiales limitaba su valor informativo. Al fin y al cabo, las células madre trasplantadas habían sido extraídas de antemano de su contexto natural. Con la ayuda de marcadores genéticos, sin embargo, desde la década de 1980 es posible estudiar el desarrollo de las células sanguíneas en su contexto natural. Este método, denominado trazado del linaje, se aplicó con cada vez mayor precisión en las décadas siguientes, pero sólo en experimentos con animales porque, como es obvio, la inserción de marcadores genéticos artificiales en seres humanos está fuera de lugar.
En la sangre humana, el rastreo del linaje sólo es posible observando las mutaciones naturales del ADN que se producen tras la división celular en una célula hija pero no en la otra y que, por tanto, sólo se propagan en determinadas familias celulares (clones). En la década de 2010, los investigadores intentaron rastrear tales mutaciones en todo el genoma de las células sanguíneas. Sin embargo, en vista de los más de tres mil millones de "letras" (pares de bases) de nuestro genoma y a pesar de los métodos más avanzados, esto resulta muy caro y propenso a errores. Por eso Leif Ludwig se concentró en evidenciar mutaciones naturales en las mitocondrias de las células sanguíneas. Estas centrales celulares tienen su propio genoma, mucho más pequeño, de unos 16.600 pares de bases. Leif Ludwig combinó su análisis con las últimas tecnologías de secuenciación unicelular (ómicas unicelulares), lo que le permitió hacer al mismo tiempo afirmaciones sobre el estado de salud real de las células examinadas. Entretanto, él y su equipo han perfeccionado su método de tal manera que pueden analizar decenas de miles de células en muestras de médula ósea y sangre de un paciente.
Desde hace tiempo se presume que las células madre hematopoyéticas no son una fuente uniforme, sino que forman un conjunto heterogéneo, a partir del cual se desarrollan diversas trayectorias de desarrollo que se ramifican en muchas direcciones durante la formación continua de sangre nueva. Por ejemplo, una célula madre puede producir sólo trombocitos, o plaquetas, y otra todo tipo de células sanguíneas. Las relaciones en nuestra sangre son, por tanto, muy confusas. El método analítico de Leif Ludwig permite ahora desentrañarlas más fácilmente para identificar, por ejemplo, en qué punto de ramificación se desarrolla una célula leucémica o se produce un cambio degenerativo. Esto abre a la medicina humana la posibilidad de realizar en el futuro estudios de este tipo por primera vez en la práctica clínica diaria y derivar de ellos intervenciones terapéuticas.
A partir de 2003, el Dr. Leif Si-Hun Ludwig estudió primero bioquímica en la Universidad Libre de Berlín y después medicina humana en la Charité - Universitätsmedizin Berlin. Como doctorando en bioquímica, realizó investigaciones en el Whitehead Institute of Biomedical Research de 2011 a 2015 y como investigador posdoctoral en el Broad Institute del MIT y Harvard de 2016 a 2020, ambos en Cambridge/EE. UU. Desde noviembre de 2020 dirige un grupo de investigación junior Emmy Noether en el Instituto de Salud de Berlín en Charité y en el Instituto de Biología de Sistemas Médicos de Berlín (Centro Max Delbrück).
El premio será entregado -junto con el premio principal de 2023- por el Presidente del Consejo Científico de la Fundación Paul Ehrlich el 14 de marzo de 2023 a las 17.00 horas en la Paulskirche de Fráncfort.
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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