Los descubrimientos de sangre avanzan los esfuerzos para desarrollar órganos y combatir el cáncer
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La investigación pionera sobre cómo nuestros cuerpos fabrican las células que producen sangre nos ha acercado a la regeneración de tejidos y órganos. Los hallazgos también pueden permitir que los médicos cultiven células para trasplantarlas a personas para combatir el cáncer, los trastornos sanguíneos y las enfermedades autoinmunes.
La investigadora Karen K. Hirschi del Departamento de Biología Celular de la Universidad de Virginia y el Centro de Investigación Cardiovascular Robert M. Berne de la Facultad de Medicina ha desarrollado una manera simple y eficiente de generar células endoteliales hemogénicas. Estas células son el primer paso en la línea de producción de células sanguíneas, y los nuevos hallazgos de Hirschi proporcionan un plan para crearlas fuera del cuerpo.
«Al estudiar cómo se desarrollan normalmente las células endoteliales hemogénicas, obtenemos los conocimientos necesarios para generarlos en el laboratorio», dijo Hirschi. «Ahora que hemos establecido un método para producir células endoteliales hemogénicas humanas fuera del cuerpo, continuaremos mejorando su producción y función a medida que aprendemos más sobre los mecanismos que promueven su desarrollo normal».
Construyendo fábricas de producción de sangre
El último trabajo de Hirschi, publicado en un par de artículos científicos, ofrece información importante sobre cómo se forman las células endoteliales hemogénicas y cómo finalmente dan origen a las células que fabricar sangre directamente a lo largo de nuestras vidas.
Escribiendo en la prestigiosa revista Science, ella y su equipo revelan un desencadenante clave que hace que las células endoteliales se «transdiferencien», o se conviertan en fábricas de producción de sangre, durante el desarrollo embrionario. . Estas células endoteliales productoras de sangre (es decir, hemogénicas) generan células madre y progenitoras hematopoyéticas, o HSPC, que se han utilizado durante mucho tiempo para el tratamiento del cáncer y otras enfermedades. Por lo general, se obtienen de fuentes como la médula ósea de una persona, pero a los médicos les gustaría poder fabricarlos rápida y fácilmente para los pacientes que lo requieran. «Generar células endoteliales hemogénicas humanas en el laboratorio a partir de cada paciente que necesita HSPC es el primer paso hacia las terapias de los pacientes para los trastornos de la sangre», dijo Hirschi.
En un artículo publicado casi simultáneamente en Cell Reports, Hirschi revela un modelo para crear las células endoteliales hemogénicas, la fuente de HSPC, fuera del cuerpo. El secreto es una sustancia llamada ácido retinoico. Es posible que haya oído hablar del ácido retinoico en asociación con productos de belleza, pero en este caso sus responsabilidades incluyen activar genes para causar una «transición hematopoyética» para poner más células endoteliales vasculares en el negocio de producir sangre mediante la producción de HSPC.
Los nuevos conocimientos proporcionados por el trabajo «mejorarán nuestra capacidad para aplicar conocimientos de desarrollo a la generación de distintos subtipos de células endoteliales para la ingeniería de tejidos y la medicina regenerativa», escriben los investigadores en su nuevo artículo. «Además, es probable que nuestro sistema se desarrolle aún más para optimizar la generación de HSPC trasplantables a partir de células endoteliales hemogénicas humanas para terapias clínicas».
El enfoque ofrece varios avances sobre los medios existentes, incluido ser más rápido y menos costoso. , señalan los investigadores.
«Esperamos que nuestros esfuerzos continuos nos acerquen más al tratamiento de los trastornos vasculares y sanguíneos», dijo Hirschi. «Estos estudios resaltan la importancia de la investigación básica en biología celular y del desarrollo como base para diseñar estrategias para terapias clínicas específicas para pacientes».
Hirschi fue contratado de Yale en 2019 para unirse a la facultad en el Departamento de Cell Biología, que desde hace mucho tiempo se ha interesado por abordar cómo se desarrollan los embriones y aplicar estos conocimientos básicos a la reparación y regeneración de tejidos y órganos dañados.
Explore más
Los científicos desbloquean el ‘código del azúcar’ para regular la producción de células madre sanguíneas in vivo y ex vivo Más información: Dionna M. Kasper et al. El N-glucoma regula la transición endotelial a hematopoyética, Science (2020). DOI: 10.1126/science.aaz2121
Jingyao Qiu et al. El ácido retinoico promueve el estado G1 temprano del ciclo celular endotelial para permitir la especificación de células endoteliales hemogénicas humanas, Cell Reports (2020). DOI: 10.1016/j.celrep.2020.108465 Información de la revista: Science , Cell Reports