12 de octubre de 2017
12.10.2017
Estudio

¿De qué depende la producción de sangre?

Las células madre son las encargadas de formar la sangre y también cualquier tipo de célula sanguínea

12.10.2017 | 19:40
Las células madre son las encargadas de producir sangre.

Científicos del 'St. Jude Children's Research Hospital', en Memphis, Tennessee, Estados Unidos, han determinado que la producción de sangre a lo largo de toda la vida depende de cientos de células "ancestrales" más de las que se ha informado anteriormente. El estudio, cuyos detalles se publican en la edición digital avanzada de la revista 'Nature Cell Biology', se centró en los orígenes prenatales de las células madre formadoras de sangre.

Las células madre formadoras de sangre o hematopoyéticas son responsables de la producción de sangre durante toda la vida y tienen la capacidad de hacer cualquier tipo de célula sanguínea en el cuerpo. Las células madre formadoras de sangre se utilizan terapéuticamente para restaurar la producción de sangre y la inmunidad en pacientes que se someten a trasplante de médula ósea para el tratamiento del cáncer y otras enfermedades. Entender cómo el sistema de sangre emerge durante el desarrollo prenatal permite penetrar en los orígenes de la leucemia infantil y de otras patologías de la sangre que ocurren temprano en la vida.

Otros investigadores que usaron diferentes métodos habían vinculado la producción de sangre de mamíferos a lo largo de toda la vida a sólo un puñado de células precursoras o "ancestrales" que emergen durante el desarrollo prenatal. En este estudio, los investigadores de St. Jude utilizaron un sistema de etiquetado celular y un modelo matemático para mostrar que, en los ratones, las células madre formadoras de sangre surgen de unas 500 células precursoras en lugar de menos de diez. Aunque el desarrollo del sistema sanguíneo es el mismo en ratones y seres humanos, el número de células precursoras en seres humanos es probablemente al menos diez veces mayor.

"Todos los estudios anteriores habían informado de que muy pocas células precursoras están involucradas en el establecimiento del sistema de la sangre", dice la autora correspondiente Shannon McKinney-Freeman, miembro asistente del Departamento de Hematología de St. Jude. "Pero los datos en este estudio demuestran que en realidad cientos de células están involucradas y que el sistema de sangre en desarrollo es más complejo y puede moldearse en parte por cuellos de botella regulatorios que se producen tarde en el desarrollo y sirven para restringir el número de células madre formadoras de sangre", apunta.

Los hallazgos también tienen implicaciones clínicas. "Entender cómo surge el sistema sanguíneo, incluyendo el número y la complejidad de las células progenitoras involucradas, nos ayudará a desentrañar los orígenes de la enfermedad e identificar células que podrían ser susceptibles a mutaciones que causan enfermedades", señala.

Las células madre hematopoyéticas se forman a partir de células precursoras que emergen durante diferentes etapas del desarrollo prenatal. A medida que el desarrollo continúa, las células se especializan y se convierten en el corazón, los riñones, la sangre y otros órganos.

Investigaciones anteriores rastrearon el sistema emergente de sangre de mamíferos en aislamiento usando células recogidas o trasplantadas de ratones en desarrollo. Los métodos requeridos alteran el desarrollo normal del sistema sanguíneo. Los resultados sugieren que sólo un puñado de células madre de sangre surgió de la aorta de mamíferos en desarrollo, viajó al hígado fetal y se expandió dramáticamente antes de migrar a la médula ósea.

El hígado fetal podría tener un papel en la formación del sistema sanguíneo 

Para este estudio, el primer autor Miguel Ganuza, investigador postdoctoral en el laboratorio de McKinney-Freeman, adaptó un sistema usado para estudiar la composición celular de los tumores sólidos. El sistema de etiquetado multicolor es activado por genes expresados durante ventanas específicas de desarrollo.

Ganuza utilizó el sistema para etiquetar y rastrear el destino de las células precursoras de diversas etapas de desarrollo en ratones. "Queríamos entender qué estaba sucediendo con diferentes células progenitoras en distintas etapas de desarrollo cuando supimos que se produjeron decisiones importantes sobre el destino de las células", relata Ganuza.

El coautor y estadístico David Finkelstein, del Departamento de Biología Computacional de St. Jude, utilizó la modelización matemática para retroceder desde la sangre periférica en ratones adultos para rastrear la contribución de las células precursoras de las etapas temprana, media y tardía del desarrollo prenatal.

Los resultados mostraron que muchas más células precursoras contribuyen a la población de células madre de la sangre en ratones adultos de lo esperado. Los hallazgos también plantearon preguntas sobre el papel del hígado fetal en la formación del sistema sanguíneo.

"Durante décadas se pensó que el hígado fetal estaba donde el número de células madre de sangre se expandía dramáticamente -subraya McKinney-Freeman-. Los resultados de este estudio plantean preguntas sobre ese modelo e incluso sugieren la presencia de cuellos de botella en el hígado fetal en desarrollo o en etapas posteriores de desarrollo que restringen la población de células madre de sangre".

"Esto es cuando la ciencia es más interesante, cuando ves cosas que no esperabas", dice. Aunque inesperado, el nuevo tamaño revelado y la complejidad del sistema de sangre emergente tienen sentido en el desarrollo, apunta McKinney-Freeman. "La producción de cientos de células progenitoras durante diferentes etapas de desarrollo significa que el organismo tiene mayor flexibilidad para adaptarse a los eventos y problemas que pueden surgir a medida que avanza el desarrollo", concluye.

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