Las células madre cultivadas en laboratorio, claves para los trasplantes

Las células madre hematopoyéticas, precursoras de las células sanguíneas, son difíciles de cultivar en laboratorio, una herramienta fundamental en la investigación básica. Ahora, científicos de la Facultad de Medicina de la Universidad de California, en Estados Unidos, han identificado el problema subyacente y han desarrollado un método para mantener sanas las células cultivadas. Estos descubrimientos, publicados en la revista 'Cell Stem Cell', son una noticia positiva para los pacientes que buscan trasplantes de células madre y podrían indicar una nueva forma de evitar el envejecimiento, aseguran los investigadores.

En los trasplantes de médula ósea, las células madre hematopoyéticas se infunden por vía intravenosa para restablecer la producción de sangre en pacientes cuya médula ósea o sistema inmunitario están dañados. El procedimiento se utiliza para tratar enfermedades como la leucemia, el linfoma, la anemia aplásica y los trastornos por inmunodeficiencia. Sin embargo, no siempre hay células madre de donantes disponibles para los pacientes que las necesitan.

"Incluso en el caso de los pacientes que reciben terapias con células madre, el trasplante de más células produce menos complicaciones y aumenta las posibilidades de éxito general", afirma el autor principal, Robert Signer, profesor adjunto de medicina de la Facultad de Medicina de la UC San Diego.

Mientras que otros investigadores han tratado de cultivar células madre hematopoyéticas recreando el entorno de la médula ósea en una placa, el equipo de Signer se preguntó qué mecanismo interno hace que las células no sean saludables para empezar, y si podrían remediar ese proceso directamente.

La autora principal, Miriama Kruta, postdoctorada en el laboratorio de Signer en el momento del estudio, y sus colegas descubrieron que en el entorno extraño de la placa de cultivo, las células madre empiezan a producir un exceso de proteínas, lo que provoca un estrés extremo. El estado de estrés activa la respuesta de choque térmico, una vía de reducción del estrés muy conservada y regulada por el factor de choque térmico 1 (HSF1). Los investigadores identificaron dos pequeñas moléculas diferentes que superactivan el gen HSF1. Al añadirlas al cultivo, la mayor actividad de la vía del choque térmico ayudó a reequilibrar el estado de equilibrio u homeostasis de las células.

Recuperación de la homeostasis

"Ahora podemos conservar en cultivo células madre de alta calidad durante un periodo de tiempo prolongado --explica Signer--. Esperamos que el aumento de la calidad se traduzca en una mejora de los resultados clínicos".

La recuperación de la homeostasis de las proteínas mediante una mayor activación del HSF1 se demostró tanto en células madre hematopoyéticas de ratón como en las humanas. El siguiente paso, añade Signer, es probar cómo estas pequeñas moléculas afectan al resultado de las células madre humanas en los sistemas de trasplante.

Los investigadores descubrieron que la vía del choque térmico no sólo es importante en una placa de Petri, sino que también mantiene sanas a las células madre en su médula ósea nativa durante el envejecimiento. Mientras que el HSF1 está inactivo en las células madre de los adultos jóvenes, se activa en los adultos de mediana y avanzada edad.

"El HSF1 se activa durante el envejecimiento para mantener las células madre en forma -continúa Signer--. El daño de la proteína perjudica a las células madre durante el envejecimiento y probablemente contribuye a alterar la producción de células sanguíneas e inmunitarias en las personas mayores". La superactivación del HSF1 podría utilizarse eventualmente para mejorar la función de las células madre y de los tejidos en el envejecimiento para prevenir trastornos sanguíneos y potenciar la inmunidad en los adultos mayores, asegura.