Las células madre ofrecen efectos protectores para las células de pulmón dañadas expuestas al cigarrillo al aliviar el estrés oxidativo en las mitocondrias, según muestra un estudio. Estos resultados también se observaron en ratones y sugieren una posible nueva estrategia terapéutica para las enfermedades pulmonares dependientes del estrés oxidativo, como la enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC).
El estudio «Las células madre mesenquimales alivian la disfunción mitocondrial inducida por el estrés oxidativo en las vías respiratorias» fue publicado en The Journal of Allergy and Clinical Immunology, y dirigido por investigadores del Imperial College de Londres y la Universidad de Hong Kong (HKU).
El estudio examinó los efectos del humo del cigarrillo en las células del músculo liso tomadas de los pulmones humanos.
Los investigadores encontraron que estas células se dañan y tienen más probabilidades de sufrir un «suicidio», un proceso celular conocido como muerte celular programada o apoptosis.
El humo del cigarrillo es particularmente dañino para las mitocondrias: pequeños orgánulos dentro de las células que son responsables de la producción de energía. En la EPOC, estudios previos demostraron que la disfunción mitocondrial es uno de los factores que contribuyen a la inflamación.
Cuando los investigadores cultivaron células de pulmón junto con células madre en presencia de humo de cigarrillo, las células de pulmón fueron menos propensas a sufrir apoptosis, lo que sugiere que las células madre pueden ejercer un efecto protector.
Al examinar las mitocondrias de las células pulmonares, los investigadores descubrieron que las células madre disminuyen el daño a estas estructuras, concretamente al disminuir la generación de especies de oxígeno reactivas nocivas (ROS). ROS son compuestos químicamente reactivos que contienen oxígeno; cuando se encuentra en alta concentración, ROS puede causar daño a las estructuras celulares en un proceso llamado estrés oxidativo.
Sorprendentemente, el equipo descubrió que las mitocondrias pueden pasar de las células madre a células pulmonares dañadas vecinas, restaurando su función. Este proceso se mejoró cuando las células se expusieron al humo del cigarrillo.
En el tejido expuesto al humo del cigarrillo, que contiene radicales libres que pueden inducir el estrés oxidativo, las mitocondrias se vuelven más lentas y menos eficientes en la producción de energía. Estas células dañadas también eran más propensas a sufrir apoptosis.
A continuación, los investigadores investigaron estos efectos en ratones.
Primero trataron a los animales con ozono para inducir el estrés oxidativo y sus efectos dañinos para las mitocondrias. Luego, los ratones recibieron una infusión de células madre por vía intravenosa, es decir, directamente en la circulación sanguínea.
Los investigadores observaron que la infusión de células madre alivió la disfunción mitocondrial inducida por el ozono y la inflamación en los pulmones del ratón.
«Este estudio muestra que algunos de los efectos perjudiciales del humo de cigarrillo o el ozono se pueden aliviar en las células y en el animal completo, mediante el tratamiento con células madre. Lo que nuestro trabajo proporciona es el potencial de las terapias basadas en células para un aspecto de la EPOC: el estrés oxidativo «, dijo Pank Bhavsar, autor principal del estudio, en un comunicado de prensa.
Las terapias basadas en células, como las que dependen de las células madre, a menudo son difíciles de implementar debido a la gran cantidad de células necesarias.
En este caso, sin embargo, los investigadores son optimistas. Como señaló Bhavsar, «dentro de las 24 horas posteriores a la administración de las células madre a los ratones observamos una mejoría en la función pulmonar, por lo que sabemos que a pesar de que muy pocas células llegan al pulmón, todavía tienen un impacto.
«En el futuro podríamos tener la capacidad de recolonizar aquellas áreas que han sido dañadas por enfermedades y revertir la destrucción que ha ocurrido. Por el momento, la evidencia que tenemos tiene más que ver con la interacción entre las células enfermas y las mitocondrias, lo que puede tener un beneficio terapéutico «, concluyó Bhavsar.
