26/02/2021 – Diana Margarita Guio.
Existen muchos tipos de células madre y progenitoras. Las células madre son aquellas que pueden engendrar todos los tipos de células del organismo y las células progenitoras son aquellas que actúan como un sistema de reparación para el cuerpo, pues reponen células especiales y mantienen la sangre, la piel y los tejidos intestinales.
En una investigación dirigida por Bo Shen se ha podido identificar un tipo de célula progenitora ósea en la médula ósea que apoya la generación de células inmunes como una respuesta al movimiento.
Las células madre y las células progenitoras de células inmunitarias coexisten uno al lado del otro y son respaldados por otro tipo de células, llamadas nichos, que generan un entorno de protección especialmente para las células madre. Pero, la interacción entre las células del nicho y los progenitores de las células inmunes en la médula ósea es un misterio.
La importancia de entender cómo se produce la interacción entre estos dos tipos de células ayudaría en la comprensión de cómo se generan las células inmunes. El estudio de Shen ha podido resolver una parte del misterio identificando en ratones la importancia del movimiento para la estimulación de la comunicación, entre las células del nicho y los progenitores de células inmunes.
En la médula ósea podemos encontrar diversos tipos de células madre y progenitoras, como por ejemplo, las células madre y progenitoras mesenquimales que ayudan en la fabricación y reparación del tejido esquelético como el cartílago, el hueso y la grasa de la médula ósea. Las células mesenquimales son una parte fundamental del nicho para las células madre y progenitoras hematopoyéticas (HSPC) que se encargan del buen funcionamiento del organismo a través de la oxigenación, la eliminación de desechos biológicos, el transporte de células y la producción de células sanguíneas como las células inmunitarias.
En los ratones, algunas células progenitoras mesenquimales producen una proteína denominada factor de células madre (SCF) que ayuda a sustentar las células HSPC y también, producen una proteína llamada receptor de leptina (LepR+) que funciona como un receptor para la hormona leptina de células grasas. Pero, además, debemos tener en cuenta que las células residen en varios lugares de la médula ósea, que incluyen dos tipos de vasos sanguíneos: arteriolas y sinusoides. El estudio se centra, entonces, en el subconjunto de células LepR+ implicadas en el mantenimiento del nicho HSPC.
Los autores de la investigación analizaron la expresión genética de células LepR+ lo que les reveló que una subpoblación también expresa otra proteína llamada la osteolectina (Oln+). A partir de esto, el grupo de investigación logró que las células Oln+ en los ratones, emitieran fluorescencia y encontraron que las células de los nichos Oln+ residen alrededor de las arteriolas, pero no en las sinusoides. Por otra parte, también lograron demostrar que las células Oln son progenitores osteogénicos de vida corta, que dan lugar a células formadoras de hueso llamadas osteoblastos. Es por esto, que los investigadores decidieron diseñar ratones mutantes que carecieran del gen que codifica SCF en las células Oln+, lo que no afectó a las células madre hematopoyéticas en la médula ósea, pero sí condujo a una reducción en el número de un progenitor hematopoyético llamado: progenitor linfoide común (CLP), el cual, le da lugar a células inmunes llamadas linfocitos.
De esta manera, el estudio apoyó la idea de que las células Oln+ y las células CLP residen juntas en la médula ósea. Esto le dio la idea a los autores, entonces, de infectar a los ratones mutantes con una bacteria que causa una enfermedad que solo puede eliminarse del cuerpo por medio de los linfocitos. Se observó como los animales lograron eliminar el patógeno, pero con menos eficacia que los ratones normales.
Pero Shen y su grupo de trabajo decidieron realizar una etapa más de experimentos, pues, ya que se sabe que la estimulación mecánica de los huesos, que ocurre durante el ejercicio, promueve la formación de hueso, los investigadores ubicaron a los ratones en jaulas que contaban con una rueda para correr. Esta última etapa demostró que correr conduce a los ratones a generar un mayor número de células Oln+ y CLP en la médula ósea.
Esto quiere decir, que el grupo encontró que las células Oln+ expresan la proteína de canal iónico mecanosensible Piezo1, lo que demuestra que a través de esta proteína se puede desencadenar la expresión de SCF en los progenitores osteogénicos para ayudar a mantener los CLP, logrando controlar la función del sistema inmunológico. Además, los autores encontraron que el número de nichos de On+ y el número de CLP era menor en la médula ósea de los ratones con 18 meses que en los ratones de 2 meses, es decir, que los animales de edad avanzada también son activos, por lo que otros factores, además del movimiento, podrían contribuir a disminuir esta relación con el envejecimiento. El descubrimiento del grupo de Shen tiene un papel importante en la lucha contra las infecciones bacterianas, pues aunque ya se sabía que el movimiento puede estimular el sistema inmunológico, el avance del estudio es relevante para que el trabajo tenga aplicaciones clínicas directas. Por ejemplo, podría aprovechar para desarrollar terapias con el objetivo de fortalecer la producción de células inmunes provocadas por el movimiento.
Fuente:
https://www.nature.com/articles/s41586-021-03298-5
