El ‘mapa’ de la médula ósea abre el camino a la producción de células madre sanguíneas similares a los organoides
Estos mapas señalan la ubicación de los progenitores sanguíneos y su descendencia diferenciada en la médula ósea del ratón. Este es el primer estudio que muestra la producción de sangre con este nivel de detalle, dicen los expertos del Cincinnati Children’s. Los hallazgos se publicaron el 10 de febrero de 2021 en Nature. Crédito: Cincinnati Children’s
Imagínese un día en que los médicos que tratan a personas con enfermedades de la sangre, como leucemia o mieloma múltiple, puedan solicitar a los laboratorios que produzcan tipos específicos de glóbulos personalizados para reemplazar a los afectados por la enfermedad.
Ese día se acercó un paso más a la realidad con un nuevo estudio dirigido por expertos del Cincinnati Children’s que brinda nuevos conocimientos sobre cómo funciona el tejido de la médula ósea.
El estudio, publicado el 10 de febrero de 2021 en Nature, fue dirigido por el autor principal Daniel Lucas, Ph.D., y los primeros autores Jizhou Zhang, MD, y Qingqing Wu, Ph.D., de la División de Hematología Experimental y Biología del Cáncer. Los coautores incluyen un equipo de científicos del Cincinnati Children’s y la Universidad de Cincinnati, además de colaboradores en Colorado, Texas y Michigan.
El equipo usó una combinación de técnicas de análisis célula por célula para construir el primer «atlas» de tejido de la médula ósea. Los hallazgos avanzan en la comprensión científica de cómo los diminutos vasos sanguíneos organizan la médula ósea y regulan cómo se produce la sangre.
«Finalmente tenemos las herramientas para observar directamente la diferenciación de las células de la médula ósea. Estos resultados muestran que la médula ósea es un tejido altamente organizado y que esta organización es proporcionada por subconjuntos específicos de vasos», dice Lucas. «Esto nos dice que la organización de la vasculatura dicta la producción de sangre. Si determinamos cómo funcionan los vasos, estaremos un paso más cerca de controlar la producción de células sanguíneas específicas a voluntad».
Un modelo de producción de glóbulos in situ
Con los avances recientes en la tecnología de análisis genómico, los investigadores del Cincinnati Children’s y otros centros importantes han producido una creciente biblioteca de «mapas» que describen el desarrollo del tejido humano con un detalle sin precedentes.
Este estudio en Nature agrega un grueso libro de referencia de información sobre el desarrollo de células sanguíneas y médula ósea a los estantes virtuales.
La creación de este atlas de médula ósea requirió el desarrollo de nuevos métodos de imagen confocal para resolución sin precedentes de las células sanguíneas en la médula.
Hasta ahora, rastrear el linaje de los tipos de células durante las etapas de desarrollo requería destruir el tejido. En este proyecto, el equipo desarrolló formas de obtener imágenes y rastrear por primera vez progenitores únicos dentro de la masa más grande de células de la médula ósea sin destruir la estructura del tejido.
«El seguimiento de estos grupos de células especiales reveló nueva información sobre la estructura de la médula ósea», dice Lucas, «incluida la idea de que la médula ósea tiene un sorprendente grado de organización y que los vasos sanguíneos específicos respaldan la producción de tipos únicos de células sanguíneas».
¿Cómo puede este descubrimiento mejorar la atención ?
Por lo general, lleva varios años de investigación adicional traducir los descubrimientos científicos básicos en aplicaciones prácticas. Una dirección potencial para esta línea de estudio podría ser apoyar el desarrollo futuro de fábricas de células sanguíneas altamente personalizadas que imitarían la función de la médula ósea en entornos de laboratorio.
Dichos organoides sanguíneos podrían usarse para producir poblaciones de células sanguíneas con variaciones genéticas específicas, que los científicos podrían analizar para desarrollar mejores tratamientos para la enfermedad. Por ejemplo, un método controlado de producción de glóbulos sería útil para los científicos que estudian el sistema inmunológico y cómo los cuerpos se defienden contra las infecciones, dice Lucas.
Eventualmente, los organoides sanguíneos podrían convertirse en una forma de tratamiento al permitir médicos para reemplazar las células enfermas de un paciente con células sanas editadas genéticamente que no corren riesgo de rechazo. Tener una nueva comprensión de cómo se producen las células sanguíneas en la médula ósea ayudará en este esfuerzo.
«Esto ciertamente tiene implicaciones para generar organoides sanguíneos», dice Lucas. «Los grupos que trabajan en organoides sanguíneos han estado tratando de producir organoides que puedan mantener o expandir la producción de células madre. Nuestros datos indican que se necesitan estructuras adicionales para producir células sanguíneas maduras de manera equilibrada».
Próximos pasos
Se necesitan más estudios para identificar las señales moleculares producidas por los diferentes vasos sanguíneos que regulan la producción de cada tipo de glóbulo. Conocer esas señales será un paso crucial para regular la producción de células sanguíneas.
Mientras tanto, el equipo de investigación planea continuar su trabajo de desarrollo de herramientas para obtener imágenes de la producción de células sanguíneas, especialmente para expandir las imágenes a progenitores en etapas más tempranas.
«Queremos poder visualizar cada paso en la producción de los diferentes tipos de células sanguíneas», dice Lucas.
Explore más
La hormona FGF23 de precursores de glóbulos rojos promueve la movilización de células madre hematopoyéticas Más información: El mapeo in situ identifica distintos nichos vasculares para la mielopoyesis, Nature (2021). DOI: 10.1038/s41586-021-03201-2 , www.nature.com/articles/s41586-021-03201-2 Información del diario: Nature
Proporcionado por el Centro Médico del Hospital Infantil de Cincinnati Cita: El ‘mapa’ de la médula ósea abre el camino hacia la producción de células madre sanguíneas similares a los organoides (10 de febrero de 2021) consultado el 30 de agosto de 2022 en https://medicalxpress.com/news/2021-02-bone- Marrow-path-organoid-like-blood.html Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.