El estado de'hibernación' mantiene jóvenes a las células madre hematopoyéticas
Los nichos en la médula ósea protegen del envejecimiento
Todos los tejidos envejecen. El sistema de formación de sangre se ve especialmente afectado por los procesos de envejecimiento. Las células madre hematopoyéticas, precursoras de la sangre y de las células inmunitarias, envejecen excepcionalmente rápido, perdiendo la capacidad de dividirse y regenerarse. Esto debilita el sistema inmunológico y aumenta el riesgo de cáncer de sangre. Un equipo internacional liderado por investigadores de Ulm y Barcelona ha descubierto nichos especiales en la médula ósea que protegen a las células madre hematopoyéticas de los procesos de envejecimiento. En estos nichos protegidos, las células madre son puestas en un estado de hibernación en el cual se dividen con menos frecuencia y por lo tanto permanecen"jóvenes". Los científicos también encontraron que la quimioterapia es fatal para estos nichos.
Imagen confocal de la vieja médula ósea. La imagen muestra los vasos sanguíneos (azul) y ciertos marcadores que indican un aumento de la actividad de división celular (verde). Las células madre hematopoyéticas son de color rojo brillante.
Mehmet Sacma / Ulm University
Los nichos de células madre son una especie de casa protectora que es crucial para el bienestar de sus "habitantes" de nicho, ya que apoyan en gran medida el mantenimiento y el funcionamiento de las células madre hematopoyéticas,' explica el Profesor Hartmut Geiger, Director del Instituto de Medicina Molecular de la Universidad de Ulm. En un estudio recientemente publicado en Nature Cell Biology, un equipo internacional de investigadores liderado por la Dra. Carolina Florian pudo demostrar que ciertos nichos de células madre tienen un gran impacto en los procesos de envejecimiento. El coordinador del estudio se trasladó recientemente del Instituto de Medicina Molecular de Ulm al Centro de Medicina Regenerativa de Barcelona (CMR[B]). El CMR[B], dirigido por el profesor Ángel Raya, se integrará próximamente en el IDIBELL para mejorar la traducción clínica de los enfoques de la medicina regenerativa y los conocimientos científicos básicos. La rapidez con la que las células madre hematopoyéticas envejecen depende en gran medida del lugar del cuerpo en el que se encuentren. En nuestro estudio, descubrimos células madre hematopoyéticas en ratones viejos que son capaces de dividirse y regenerarse a la misma velocidad que las células madre en ratones más jóvenes", dijo Florian.
Los científicos encontraron estas células madre hematopoyéticas en un lugar especial: los llamados nichos sinusoidales de la médula ósea. El nombre deriva de los pequeños vasos sanguíneos, los sinusoides, en cuyas inmediaciones se encuentran estos nichos especiales de células madre. Estos nichos proveen a las células madre de proteínas que se unen a ciertos receptores en las células madre. Esto activa la llamada vía de señalización Notch y hace que las células madre caigan en un estado de"hibernación".
Durante su trabajo con el modelo del ratón, los investigadores encontraron otros hallazgos que también son de gran relevancia, especialmente en el contexto clínico. Los nichos sinusoidales que protegen a las células madre hematopoyéticas de los procesos de envejecimiento reaccionan de forma extremadamente sensible a ciertas quimioterapias, lo que las deja gravemente dañadas. Como resultado, las células madre "jóvenes" en ratones viejos perdieron protección y apoyo, lo que a su vez afectó la formación de nueva sangre y activó el sistema inmunológico,' explica Mehmet Sacma. El estudiante de doctorado y su colega Johannes Pospiech del laboratorio Geiger comparten la primera autoría de esta publicación de alto nivel. Nuestros hallazgos podrían explicar por qué ciertas quimioterapias tienen efectos secundarios tan graves en las personas mayores y posiblemente podrían proporcionar nuevos puntos de partida para los tratamientos médicos que preservan estos nichos especiales de células madre,' cree la Dra. Carolina Florian.
Este proyecto también ha abierto nuevos caminos con el uso de métodos de última generación de la genética y la biología molecular, así como métodos para la modelización matemática y la obtención de imágenes novedosas. Quedé particularmente impresionado con las nuevas posibilidades de análisis bioinformático que nos permitieron localizar y hacer que las células madre y sus nichos fueran claramente visibles", dijo la profesora Medhanie Mulaw, coautora del estudio.
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Publicación original
"Haematopoietic stem cells in perisinusoidal niches are protected from ageing"; Mehmet Saçma, Johannes Pospiech, Ruzhica Bogeska, Walter de Back, Jan-Philipp Mallm, Vadim Sakk, Karin Soller, Gina Marka, Angelika Vollmer, Rebekah Karns, Nina Cabezas-Wallscheid, Andreas Trumpp, Simón Méndez-Ferrer, Michael D. Milsom, Medhanie A. Mulaw, Hartmut Geiger and Maria Carolina Florian; Nature Cell Biology; volume 21, pages 1309-1320 (2019)
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