El equipo científico del Weill Cornell Medicine. Photo credit: Michael Gutkin.
Científicos norteamericanos han conseguido obtener por primera vez células madre de la sangre e implantarlas con éxito en ratones. Lo han conseguido usando otras células pluripotentes, capaces de producir la mayoría de los tejidos.
El resultado ayudará a determinar el origen de enfermedades como la leucemia, y permite crear células sanguíneas nuevas a partir de las propias células del paciente. En consecuencia, puede ofrecer una alternativa a los trasplantes de médula ósea para el tratamiento de enfermedades de la sangre.
Aunque las células madre embrionarios se aislaron 1998, desde entonces los científicos no han conseguido usarlas para crear células madre formadoras de sangre, que se desarrollan hasta convertirse en uno de los tres tipos de células sanguíneas: glóbulos blancos, glóbulos rojos y plaquetas.
El método desarrollado por estos investigadores permitirá contar con un abastecimiento ilimitado de células madre de la sangre y de sangre extraída de las células de donantes universales, según se informa en un comunicado.
En 2007 los científicos consiguieron obtener las primeras células madre pluripotentes inducidas a partir de otras de la piel humana y mediante reprogramación genética. Estas células pluripotentes se usaron después para crear múltiples tipos celulares, como las neuronas y las células cardiacas, pero las formadoras de sangre nunca se han conseguido, hasta ahora.
Ha sido un equipo del Boston Children’s Hospital y otro del centro Weill Cornell Medicine (ambos en EE UU) los que han logrado crear las células madre sanguíneas a partir de células pluripotentes y endoteliales (del tejido que recubre el interior de los vasos sanguíneos).
Ha sido un trabajo paralelo de ambos grupos que han alcanzado el mismo resultado con métodos diferentes del que informa en un artículo resumen la revista Nature. El trabajo de ambos equipos supone la culminación de 20 años de investigación y explica cómo se generan múltiples tipos de células sanguíneas humanas introducidas en ratones.
“Este paso permitirá tomar las células de pacientes con trastornos genéticos de la sangre, usar la edición de genes para corregir su defecto genético y hacer células sanguíneas funcionales”, explica Ryohichi Sugimura, primer autor del estudio realizado por el primer equipo.
El resultado ayudará a determinar el origen de enfermedades como la leucemia, y permite crear células sanguíneas nuevas a partir de las propias células del paciente. En consecuencia, puede ofrecer una alternativa a los trasplantes de médula ósea para el tratamiento de enfermedades de la sangre.
Aunque las células madre embrionarios se aislaron 1998, desde entonces los científicos no han conseguido usarlas para crear células madre formadoras de sangre, que se desarrollan hasta convertirse en uno de los tres tipos de células sanguíneas: glóbulos blancos, glóbulos rojos y plaquetas.
El método desarrollado por estos investigadores permitirá contar con un abastecimiento ilimitado de células madre de la sangre y de sangre extraída de las células de donantes universales, según se informa en un comunicado.
En 2007 los científicos consiguieron obtener las primeras células madre pluripotentes inducidas a partir de otras de la piel humana y mediante reprogramación genética. Estas células pluripotentes se usaron después para crear múltiples tipos celulares, como las neuronas y las células cardiacas, pero las formadoras de sangre nunca se han conseguido, hasta ahora.
Ha sido un equipo del Boston Children’s Hospital y otro del centro Weill Cornell Medicine (ambos en EE UU) los que han logrado crear las células madre sanguíneas a partir de células pluripotentes y endoteliales (del tejido que recubre el interior de los vasos sanguíneos).
Ha sido un trabajo paralelo de ambos grupos que han alcanzado el mismo resultado con métodos diferentes del que informa en un artículo resumen la revista Nature. El trabajo de ambos equipos supone la culminación de 20 años de investigación y explica cómo se generan múltiples tipos de células sanguíneas humanas introducidas en ratones.
“Este paso permitirá tomar las células de pacientes con trastornos genéticos de la sangre, usar la edición de genes para corregir su defecto genético y hacer células sanguíneas funcionales”, explica Ryohichi Sugimura, primer autor del estudio realizado por el primer equipo.
Las células madre y progenitoras de sangre emergen de células endoteliales hemogénicas durante el desarrollo embrionario normal. Las células azules (izquierda) emergen de las células progenitoras y hematapoyéticas emergentes. / O'Reilly Science Art
Dos enfoques
El equipo del Boston Children’s Hospital combinó dos enfoques previos. En primer lugar expusieron células madre pluripotentes humanas a señales químicas que las guían para diferenciarse en células y tejidos especializados durante el desarrollo embrionario normal. En concreto, se generó endotelio hemogénico, un tejido embrionario temprano que eventualmente da lugar a células madre de sangre. Esta transición nunca se había logrado en laboratorio.
A continuación, el grupo añadió factores reguladores genéticos (llamados de transcripción) para impulsar al endotelio hemogénico hacia un estado formador de sangre. Los científicos empezaron con 26 factores de transcripción como candidatos probables, pero finalmente llegaron a los cinco necesarios para crear las células madre de la sangre. Estos factores se distribuyeron en las células con un lentivirus, como se utiliza en algunas formas de terapia génica.
inalmente trasplantaron en ratones las células endoteliales hemogénicas modificadas genéticamente. Unas semanas más tarde, un pequeño número de animales llevaba en su médula ósea y en el sistema circulatorio diversos tipos de células sanguíneas humanas. Algunos ratones fueron incluso capaces de crear una respuesta inmunitaria humana después de la vacunación.
“Ahora podemos mostrar la función de la sangre humana en los ‘ratones humanizados”, dice George Daley, decano en la Harvard Medical School. Y concluye: “Es un gran paso para investigar enfermedades genéticas de la sangre”.
El equipo del Boston Children’s Hospital combinó dos enfoques previos. En primer lugar expusieron células madre pluripotentes humanas a señales químicas que las guían para diferenciarse en células y tejidos especializados durante el desarrollo embrionario normal. En concreto, se generó endotelio hemogénico, un tejido embrionario temprano que eventualmente da lugar a células madre de sangre. Esta transición nunca se había logrado en laboratorio.
A continuación, el grupo añadió factores reguladores genéticos (llamados de transcripción) para impulsar al endotelio hemogénico hacia un estado formador de sangre. Los científicos empezaron con 26 factores de transcripción como candidatos probables, pero finalmente llegaron a los cinco necesarios para crear las células madre de la sangre. Estos factores se distribuyeron en las células con un lentivirus, como se utiliza en algunas formas de terapia génica.
inalmente trasplantaron en ratones las células endoteliales hemogénicas modificadas genéticamente. Unas semanas más tarde, un pequeño número de animales llevaba en su médula ósea y en el sistema circulatorio diversos tipos de células sanguíneas humanas. Algunos ratones fueron incluso capaces de crear una respuesta inmunitaria humana después de la vacunación.
“Ahora podemos mostrar la función de la sangre humana en los ‘ratones humanizados”, dice George Daley, decano en la Harvard Medical School. Y concluye: “Es un gran paso para investigar enfermedades genéticas de la sangre”.
Segundo método
Por su parte, el equipo de Weill Cornell Medicine usó células endoteliales de ratón adulto como material de partida. Luego alteraron los niveles de los factores de transcripción para impulsar su transición a células madre de sangre en ratones, que se desarrollaron en una capa de células endoteliales fetales para confirmar sus propiedades, según se explica en otro comunicado.
En otro artículo publicado en Nature, este equipo expone una manera de convertir eficientemente las células que alinean todos los vasos sanguíneos, llamadas células endoteliales vasculares, en abundantes hemocitoblastos (las células precursoras de los glóbulos sanguíneos) y completamente funcionales que pueden ser trasplantadas para proporcionar una nueva fuente de vida, células sanguíneas sanas.
Este equipo de investigación también descubrió que los tipos especializados de células endoteliales sirven como ambiente nutritivo, conocido como células de nichos vasculares, y coreografían la nueva auto-renovación de los hemocitoblastos, estableciendo el mecanismo mediante el cual las células madre se regeneran.
El objetivo final de estos investigadores es que la técnica permita crear células madre de la sangre de modo práctico y seguro. Para ello evitarán el uso de virus, que permiten distribuir los factores de transcripción, y la introducción de técnicas de edición genética, como CRISPR, con la que se corrigen los defectos genéticos de las células madre pluripotentes antes de transformarse en sanguíneas.
Por su parte, el equipo de Weill Cornell Medicine usó células endoteliales de ratón adulto como material de partida. Luego alteraron los niveles de los factores de transcripción para impulsar su transición a células madre de sangre en ratones, que se desarrollaron en una capa de células endoteliales fetales para confirmar sus propiedades, según se explica en otro comunicado.
En otro artículo publicado en Nature, este equipo expone una manera de convertir eficientemente las células que alinean todos los vasos sanguíneos, llamadas células endoteliales vasculares, en abundantes hemocitoblastos (las células precursoras de los glóbulos sanguíneos) y completamente funcionales que pueden ser trasplantadas para proporcionar una nueva fuente de vida, células sanguíneas sanas.
Este equipo de investigación también descubrió que los tipos especializados de células endoteliales sirven como ambiente nutritivo, conocido como células de nichos vasculares, y coreografían la nueva auto-renovación de los hemocitoblastos, estableciendo el mecanismo mediante el cual las células madre se regeneran.
El objetivo final de estos investigadores es que la técnica permita crear células madre de la sangre de modo práctico y seguro. Para ello evitarán el uso de virus, que permiten distribuir los factores de transcripción, y la introducción de técnicas de edición genética, como CRISPR, con la que se corrigen los defectos genéticos de las células madre pluripotentes antes de transformarse en sanguíneas.
Referencias
“Haematopoietic stem and progenitor cells from human pluripotent stem cells”, Nature 17 de mayo de 2017
“Conversion of adult endothelium to immunocompetent haematopoietic stem cells”, Nature 17 de mayo de 2017
“Haematopoietic stem and progenitor cells from human pluripotent stem cells”, Nature 17 de mayo de 2017
“Conversion of adult endothelium to immunocompetent haematopoietic stem cells”, Nature 17 de mayo de 2017