El estado de 'hibernación' mantiene a las células madre hematopoyéticas jóvenes

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 las células inmunes, envejecen excepcionalmente rápido, perdiendo la capacidad de dividirse y regenerarse. Esto debilita el sistema inmunitario y aumenta el riesgo de cáncer de sangre. Un equipo internacional dirigido 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 se ponen en un estado de hibernación en el que se dividen con menos frecuencia y, por lo tanto, permanecen 'jóvenes'. Los científicos también encontraron que la quimioterapia es fatal para estos nichos.

"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 Molecular Medicina en la Universidad de Ulm. En un estudio publicado recientemente en Nature Cell Biology, una de las principales revistas científicas en el campo de la biología de células madre, un equipo internacional de investigadores dirigido por la Dra. Carolina Florian pudo demostrar que ciertos nichos de células madre tienen un gran impacto en los procesos de envejecimiento. la coordinadora del estudio se ha mudado 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, pronto se integrará en el IDIBELL para mejorar la traslación clínica de los enfoques de medicina regenerativa y el conocimiento científico básico. 'La rapidez y la edad de las células madre hematopoyéticas depende en gran medida de dónde se encuentren en el cuerpo. En nuestro estudio, descubrimos células madre hematopoyéticas en ratones viejos que pueden dividirse y regenerarse al mismo ritmo 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 en la médula ósea. El nombre deriva de pequeños vasos sanguíneos, los sinusoides, en cuya vecindad inmediata se encuentran estos nichos especiales de células madre. Estos nichos suministran a las células madre proteínas que se unen a ciertos receptores en las células madre. Esto activa la llamada vía de señalización de Notch y hace que las células madre caigan en un estado de 'hibernación'.

Durante su trabajo con el modelo de 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 manera 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 perjudicó la formación de sangre nueva 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 rango. "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 tratamientos médicos que preserven estos nichos especiales de células madre", cree la Dra. Carolina Florian.

Este proyecto también ha abierto nuevos caminos con el uso de métodos de vanguardia de genética y biología molecular, así como métodos para el modelado matemático y la creación de imágenes novedosas. "Me impresionaron particularmente 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. Se puede encontrar una ilustración del trabajo en la portada de la edición de noviembre de Nature Cell Biology. El proyecto de investigación, que también involucró a científicos de Heidelberg, Friburgo, Dresde, Cincinnati y Cambridge, fue financiado en gran parte por la Fundación Alemana de Investigación (Deutsche Forschungsgemeinschaft; abreviatura: DFG).