Las células madre son células no especializadas que pueden convertirse en cualquier tipo de célula en el cuerpo humano. Hasta ahora, sin embargo, los científicos solo entienden parcialmente cómo el cuerpo controla el destino de estos todoterrenos, y qué factores deciden si una célula madre se diferenciará, por ejemplo, en una célula sanguínea, hepática o nerviosa. Investigadores del Centro de Biomedicina de Luxemburgo (LCSB) de la Universidad de Luxemburgo y un equipo internacional han identificado un ingenioso mecanismo mediante el cual el organismo orquesta la regeneración de glóbulos rojos y blancos de las células progenitoras. «Este hallazgo puede ayudarnos a mejorar la terapia con células madre en el futuro», dice el Dr. Alexander Skupin, jefe del grupo «Integrative Cell Signaling» de LCSB. El equipo de LCSB ha publicado sus resultados en la revista científica PLOS Biology.
Aunque todas las células de un organismo tienen los mismos planos genéticos, el mismo ADN, algunos de ellos actúan como células sanguíneas o óseas, por ejemplo, mientras que otros funcionan como células nerviosas o de la piel. Los investigadores ya entienden bastante bien cómo funcionan las células individuales. Pero cómo un organismo es capaz de crear tal diversidad de células a partir de la misma plantilla genética y cómo se las arregla para trasladarlos a donde sea que se necesiten en el cuerpo aún se desconoce.
Para aprender más sobre este proceso, Alexander Skupin y su equipo trataron las células madre sanguíneas de ratones con hormonas de crecimiento y luego observaron de cerca cómo se comportaron estas células progenitoras durante su diferenciación en glóbulos blancos o rojos. Los investigadores observaron que la transformación de las células no se produce de forma lineal y selectiva, sino de forma más oportunista. Cada célula progenitora se adapta a las necesidades de su entorno y se integra en el cuerpo donde se necesitan nuevas células. «Por lo tanto, no es que la célula tome un boleto al comienzo de su diferenciación y luego viaja directamente a su destino. Por el contrario, se pone a mirar con frecuencia para ver qué línea es mejor tomar», explica Alexander Skupin. Mediante este ingenioso mecanismo, un organismo multicelular puede adaptar el rebrote de nuevas células a sus necesidades actuales. «Antes de que las células progenitoras se diferencien de una vez por todas, primero pierden su carácter de células madre y luego verifican qué línea celular está actualmente en demanda. Solo así se desarrollan en el tipo de célula que mejor se adapta a sus características y que prevalece en su entorno «, dice Alexander Skupin.
El investigador compara este paso con un juego de ruleta, donde se puede pensar en los diferentes tipos de celdas como las máquinas tragamonedas numeradas de forma diferente en la rueda de la ruleta que atrapan la pelota. «Cuando las células pierden su carácter de células madre, son casi lanzadas a la rueda de la ruleta, donde primero rebotan sin rumbo. Solo cuando han encontrado el ambiente adecuado, las células caen en ese nicho, como la bola de la ruleta que cae una ranura numerada – y diferenciar definitivamente «. De esta forma, el cuerpo puede orquestar su regeneración celular y, al mismo tiempo, evitar que las células madre se desvíen demasiado pronto. «Incluso si una celda toma un giro equivocado, en última instancia se resuelve de nuevo si sus características no son adecuadas para el nicho, o ranura, que ha aterrizado», dice Skupin.
Con su estudio, Alexander Skupin y su equipo han demostrado por primera vez que el destino de una célula progenitora no está claramente predeterminado y no sigue una línea recta. «Esta observación contradice la doctrina actual de que las células madre están programadas para seguir cierto linaje desde el principio», dice Alexander Skupin. El investigador está además convencido de que los procesos son similares para otras células progenitoras. «En el laboratorio, hemos observado el mismo patrón de diferenciación en las llamadas células iPS, o células madre pluripotentes inducidas, que pueden transformarse en muchos tipos diferentes de células».
Este conocimiento puede ayudar a los investigadores a mejorar la eficacia de las terapias en el futuro. La terapia con células madre implica administrar a un paciente las células madre de su propio cuerpo para reemplazar otras células que han muerto como resultado de una afección como la enfermedad de Parkinson. Si bien este prometedor método de tratamiento se ha investigado intensamente durante muchos años, hasta ahora ha habido un éxito práctico limitado en la terapia con células madre endógenas. También es muy controvertido, ya que con frecuencia se acompaña de efectos secundarios graves y no se puede descartar que algunas células puedan degenerar y causar cáncer. «Debido a que ahora tenemos una mejor comprensión de cómo el cuerpo influye en la dirección en la que las células madre se diferencian, con suerte podemos controlar mejor este proceso en el futuro», concluye Alexander Skupin.
