El intestino tiene un alto índice de regeneración celular por el desgaste que sufre en el ejercicio de las funciones de degradación y absorción de nutrientes y evacuación de los restos innecesarios. A grandes rasgos, toda la población celular se renueva una vez por semana. Es por ello que en el órgano hay un gran volumen de células madre en división constante que van dando lugar a diversos tipos celulares que componen el intestino.
Científicos del Instituto de Investigación Biomédica (IRB Barcelona) liderados por el investigador ICREA, Eduard Batlle, del Laboratorio de Cáncer Colorrectal, presentan en Cell Stem Cell, con la colaboración del Centro Nacional de Análisis Genómico (CNAG-CRG), un nuevo grupo de células madre del intestino, con características muy diferentes a las abundantes y activas células madre ya conocidas en este órgano. Este nuevo grupo de células madre son quiescentes, es decir, no proliferan y se encuentran en un estado de aparente hibernación.
Los científicos las describen como un reservorio de células madre - se calcula que hay una célula madre quiescente por cada 10 células madre intestinales activas-. En condiciones de salud, estas células no tienen, aparentemente, ninguna función relevante. Sin embargo, son importantes en situaciones de estrés, producidas por ejemplo tras un tratamiento de quimioterapia, en procesos de inflamación o de infecciones del tejido, donde la población de células madre "normales" se haya reducido excesivamente. Su función sería asegurar la regeneración del órgano dando lugar a diversos tipos celulares, repoblar la población de células madre "normales" perdidas y devolver el equilibrio al tejido.
Eduard Batlle explica que el descubrimiento de las células madre quiescentes en el intestino indica que la biología de las células madre es más compleja de lo que se conocía y rompe con el modelo de organización celular jerárquica. "En la jerarquía celular del intestino, unas células no están por encima de las demás ni al revés, sino que las dos poblaciones están en equilibrio continuo para asegurar el buen funcionamiento del órgano".
La mayoría de medicamentos contra el cáncer afectan, de forma secundaria, a las células en división de nuestros tejidos. "Las células madre quiescentes, al dividirse infrecuentemente, son resistentes a muchas formas de quimioterapia y regeneran los tejidos que la quimioterapia ha dañado", explica Eduard Batlle, director de uno de los laboratorios más reconocidos en el mundo en el estudio de las células madre del colon y su implicación en el desarrollo del cáncer colorrectal.
Las células quiescentes están en muchos tejidos pero se conocen poco, a pesar de su relevancia en procesos de regeneración y también por su posible participación en tumores. "Son difíciles de estudiar, principalmente, porque suelen ser células raras y existen limitaciones técnicas para seguirlas, marcarlas y distinguirlas de las otras", detalla Francisco Barriga, primer autor del trabajo y actualmente investigador postdoctoral en el Memorial Sloan Kettering Cancer Center de Nueva York.
Gracias a técnicas avanzadas, como el trazado genético de linajes celulares y el análisis del transcriptoma de células individuales, realizado por el CNAG-CRG y la Plataforma de Bioinformática y Bioestadística del IRB Barcelona, el grupo ha identificado el programa genético distintivo de las células madre quiescentes respecto de las células madre normales del intestino. Un trabajo que se ha desarrollado en los últimos 6 años.
Los investigadores han podido seguir esta población celular a lo largo del tiempo a través de un marcador específico, la proteína Mex3a. "Nuestra intención es seguir investigando las células madre quiescentes en salud y en enfermedad y descubrir la función de los genes que las distinguen, tanto en colon como en otros órganos", dice Batlle.
El estudio ha recibido financiación del Consejo Europeo de Investigación (ERC Advanced Grant), la Fundación Botín/Banco Santander Universidades y el Ministerio de Economía y Competitividad/Fondos FEDER.
Artículo de referencia:
Francisco M. Barriga, Elisa Montagni, Miyeko Mana, Maria Mendez-Lago, Xavier Hernando-Momblona , Marta Sevillano, Amy Guillaumet-Adkins,Gustavo Rodriguez-Esteban, Simon J. A. Buczacki, Marta Gut, Holger Heyn, Douglas J. Winton, Omer H. Yilmaz, Camille Stephan-Otto Attolini, Ivo Gut, and Eduard Batlle
Mex3a marks a slowly dividing subpopulation of Lgr5+ intestinal stem cells
Cell Stem Cell (2017). doi: 10.1016/j.stem.2017.02.007
Imagen superior: Despúes de aplicar quimioterapia, las células quiescentes cambian su comportamiento, se activan y regeneran todos los tipos celulares en el intestino (en verde). (F Barriga, IRB Barcelona)
En condiciones normales del intestino, después de tres días, las células madre quiescentes (en verde) no se dividen en comparación con el resto de células del intestine con alta tasa de división (F. Barriga, IRB Barcelona).
En condiciones normales del intestino, y tras una semana, las células madre quiescentes (en verde) solo regeneran muy lentamente el tejido. (F. Barriga, IRB Barcelona)
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