Factor de identidad especializado de vasos sanguíneos hepáticos necesario para la regeneración
Resumen gráfico. Crédito: Cell Stem Cell (2022). DOI: 10.1016/j.stem.2022.03.002
Los investigadores de Weill Cornell Medicine han identificado una proteína clave que induce el programa para construir vasos sanguíneos hepáticos especializados. El descubrimiento podría conducir a la ingeniería de tejido hepático de reemplazo para tratar enfermedades hepáticas comunes.
Hay muchos tipos de vasos sanguíneos en el cuerpo humano que son funcionalmente diferentes entre sí. En el hígado, estos vasos están organizados en distintas zonas marcadas por «códigos postales», que están designados por la expresión de proteínas específicas. Las células endoteliales sinusoidales forman uno de los tipos especializados de vasos sanguíneos pequeños del hígado, que a través de la comunicación cruzada con los hepatocitos, el tipo de célula principal en el hígado, orquestan las tareas cruciales de controlar las respuestas inflamatorias e inmunitarias, desintoxicar las sustancias químicas y producir proteínas clave para la coagulación de la sangre. Estos vasos sanguíneos únicos también secretan factores de crecimiento que impulsan la regeneración del hígado, protegiendo así al hígado de daños y lesiones, por ejemplo, por el consumo excesivo de alcohol, la hepatitis viral o una dieta rica en grasas.
En el estudio, publicado El 31 de marzo en Cell Stem Cell, los investigadores encontraron que una proteína llamada c-Mafa es miembro de la clase de proteínas del factor de transcripción que controla grandes conjuntos de génesis necesarios para que las células endoteliales ingenuas maduren específicamente en los vasos sanguíneos sinusoidales del hígado. Los investigadores usaron la proteína para crear células sinusoidales a partir de otras células endoteliales humanas en el laboratorio y demostraron que estas células sinusoidales inducidas pueden ayudar a mantener la salud de los hepatocitos.
«Estos descubrimientos sentarán las bases para estudios preclínicos ensayos en los que los vasos sanguíneos dañados permanentemente podrían reemplazarse con células sinusoidales hepáticas sanas diseñadas para acelerar la regeneración y la reparación», dijo el coautor principal del estudio, el Dr. Shahin Rafii, jefe de la División de Medicina Regenerativa, director del Instituto de Células Madre Ansary y el Profesor Arthur B. Belfer en Medicina Genética en Weill Cornell Medicine. El recientemente establecido Instituto Hartman para la Regeneración Terapéutica de Órganos, ubicado dentro de la división del Dr. Rafii, será clave para explorar más a fondo las implicaciones médicas del estudio.
Las enfermedades hepáticas crónicas afectan al menos a varios millones de adultos estadounidenses y causan unas 50 000 muertes por año, según los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades de EE. UU. Entre las enfermedades hepáticas más comunes se encuentran la cirrosis hepática relacionada con el alcohol, la enfermedad del hígado graso no alcohólico y las infecciones por el virus de la hepatitis B y C. Todos involucran un proceso inflamatorio que resulta en fibrosis, en el cual el tejido sano se daña progresivamente y se reemplaza por tejido fibrótico similar a una cicatriz, lo que afecta las funciones del hígado.
«La enfermedad hepática avanzada y la fibrosis actualmente son incurables excepto con un trasplante de hígado, una opción costosa y quirúrgicamente desafiante para la que no todos los pacientes son candidatos y, a menudo, no se puede programar a tiempo, debido a la escasez de hígados de donantes adecuados», dijo el coautor principal, el Dr. Robert Schwartz, profesor asociado de medicina en la División de Gastroenterología y Hepatología de Weill Cornell Medicine. «Por lo tanto, existe una necesidad insatisfecha de desarrollar nuevas terapias, como la construcción de mini-hígados para tratar estas enfermedades en etapa terminal».
Estudios anteriores han sugerido que las células endoteliales sinusoidales y otras que recubren los vasos en el hígado pueden ayudar al órgano a resistir la fibrosis e incluso a regenerarse parcialmente después de una lesión. Eso, a su vez, ha sugerido la posibilidad de fabricar estas células artificialmente para usarlas como terapias celulares para los trastornos hepáticos. Sin embargo, para hacer eso, los biólogos tendrían que aprender mucho más sobre cómo se desarrollan naturalmente estas células en el hígado.
En este nuevo estudio, los investigadores rastrearon la actividad genética en decenas de miles de células endoteliales individuales en el hígados de ratones embrionarios y recién nacidos, lo que muestra cómo los distintos tipos de células endoteliales del hígado emergen de las células progenitoras inmaduras.
«Este análisis exhaustivo reveló que el factor de transcripción c-Maf es un interruptor crítico que controla la maduración y especificación de las células endoteliales sinusoidales en vasos sanguíneos muy singulares que están personalizados para apoyar las demandas diarias y la función de los hepatocitos», dijo el primer autor del estudio, el Dr. Jesús María Gómez-Salinero, instructor de medicina en el laboratorio Rafii. «Cuando eliminamos c-Maf específicamente en las células endoteliales, se interrumpió el desarrollo de los vasos sanguíneos sinusoidales, lo que hizo que los hígados de los ratones fueran más vulnerables a la fibrosis después del daño».
Por el contrario, forzar la versión humana de c-Maf activarse en células endoteliales humanas no especializadas, hizo que estas células desarrollaran los marcadores distintivos de las células endoteliales sinusoidales del hígado. Los investigadores denominaron a estas células «células endoteliales sinusoidales hepáticas inducidas» (iLSEC). Aprovechando los sofisticados análisis bioinformáticos realizados por un grupo de biólogos computacionales, los Dres. Franco Izzo, Dan Landau y David Redmond de Weill Cornell Medicine revelaron que las iLSEC han adquirido la mayoría de las características de los vasos sanguíneos sinusoidales hepáticos nativos de apoyo. Sorprendentemente, estos iLSEC respaldan a los hepatocitos, manteniéndolos sanos y en funcionamiento durante largos períodos cuando, de lo contrario, perecerían en placas de cultivo.
Los investigadores continúan estudiando cómo se desarrollan estas células potencialmente terapéuticas en el hígado y cuál es la mejor manera de para inducirlos a construir tejidos hepáticos en el laboratorio. Señalan que, si bien el uso de iLSEC como terapia celular inyectada o infundida para curar hígados enfermos es una estrategia posible, otra es desarrollar medicamentos que aumenten la cantidad de células endoteliales sinusoidales hepáticas naturales, por ejemplo, aumentando la actividad de c-Maf en el hígado. . Alternativamente, los iLSEC podrían usarse en el futuro para construir miniórganos de hígado vascularizados en el laboratorio para reemplazar el hígado dañado, un tratamiento potencial para miles de pacientes que esperan desesperadamente donantes de hígado para un trasplante de hígado.
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Los cerdos desarrollan hígado nuevo en los ganglios linfáticos, muestra un estudio Más información: Jesús María Gmez-Salinero et al, La especificación de progenitores endoteliales de hígado fetal para sinusoides adultos zonados funcionales requiere c -Inducción Maf, Cell Stem Cell (2022). DOI: 10.1016/j.stem.2022.03.002 Información de la revista: Cell Stem Cell
Proporcionado por Weill Cornell Medical College Cita: Se requiere un factor de identidad de vasos sanguíneos hepáticos especializados para la regeneración (31 de marzo de 2022) recuperado el 29 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2022-03-specialized-liver-blood-vessel-identity.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.