21 de julio de 2008
La célula madre o el nicho
La célula madre o el nicho
La Jolla, CA – La lógica dice que tiene que ser el nicho. Así como el aire y el agua precedieron a la vida, el nicho, ese entorno hospitalario que alberga las células madre adultas en muchos tejidos y proporciona los factores necesarios para mantenerlas jóvenes y vitales, debe haber emergido antes que sus dependientes de células madre.
Las células del nido que se encuentran en la punta del testículo de *Drosophila* están delineadas con DE-cadherina (mostrada en rojo). Una estrategia de rastreo de linaje, que marca las células madre somáticas y sus descendientes con un marcador fluorescente verde, reveló que estas células son descendientes directos de las células madre somáticas.
Imagen: Cortesía de Justin Voog, Salk Institute for Biological Studies.
Un equipo de científicos del Instituto Salk de Estudios Biológicos liderado por Leanne Jones, Ph.D., profesor asistente en el Laboratorio de Genética, sugiere ahora que este no siempre es el caso. Informan en la edición avanzada en línea del 20 de julio de la revista Naturaleza que las células que componen un nicho especializado en los testículos de las moscas de la fruta en realidad emergen de células madre adultas, un hallazgo con implicaciones para la medicina regenerativa, la investigación sobre el envejecimiento y las terapias contra el cáncer.
Anteriormente, los investigadores pensaban que la asignación de células de nicho testicular de una mosca de la fruta se entregaba al nacer y estaba destinada a durar toda la vida. “Lo que este artículo demuestra es que una vez que una mosca se convierte en adulta, algunas células madre que funcionan en la espermatogénesis comienzan a fabricar las mismas células que las sustentan”, dijo Jones. “Una vez que una mosca se desarrolla hasta la adultez, algunas de estas células de nicho pueden ser reemplazadas”.”
Utilizando microscopía y marcadores fluorescentes que les permitieron observar tipos de células específicas a lo largo del tiempo, el grupo de Jones, dirigido por el primer autor Justin Voog, capturó realmente a una población de células madre testiculares en el proceso de convertirse en su propio nicho, conocido en el testículo de la mosca como el centro.
“Usamos una estrategia detallada de rastreo del linaje para diferenciar entre células madre somáticas (SSC) individuales y células del núcleo”, dijo Voog, estudiante de M.D./Ph.D. en el laboratorio de Jones. El núcleo contiene aproximadamente 10 células que secretan factores que promueven la autorrenovación de dos poblaciones de células madre vecinas: las células madre de la línea germinal, que se convierten en espermatozoides, y las SSC, que se desarrollan en una estructura que encapsula a los espermatozoides en maduración. ’Rastreando las células durante varios días, vimos que las SSC pueden generar no solo otras SSC inmaduras, sino también sus células de soporte de nicho“, dijo Voog. Por el contrario, las células madre germinales parecían incapaces de generar células del núcleo.
Su estudio también explora la base molecular de las interacciones entre células madre y su nicho. “Las SSC en el testículo se parecen a las células del centro”, explicó Jones. “Ambos tipos de células expresan muchas de las mismas proteínas”. El equipo disminuyó experimentalmente los niveles de una de ellas, una proteína de superficie pegajosa llamada DE-cadherina que probablemente permite que las células madre se adhieran al centro de soporte, pero solo en las células madre somáticas. Cuando lo hicieron, la expresión de DE-cadherina en las células del centro también disminuyó, lo que proporciona un apoyo circunstancial adicional a la idea de que las células del centro surgen de las SSC.
“La biología de células madre es un campo que avanza rápidamente y los conocimientos obtenidos de organismos modelo como Drosophila ”brinda una gran perspectiva sobre cómo se regula el comportamiento de las células madre“, dijo Voog. ”La arquitectura del testículo de la mosca de la fruta lo convierte en un sistema ideal para abordar preguntas sobre qué regula las interacciones de las células madre dentro de su nicho”.”
Jones concuerda y señala que la espermatogénesis también es un gran sistema para manipular experimentalmente. “La espermatogénesis es menos compleja que los sistemas de células madre que dan lugar a múltiples tipos celulares, como las células madre sanguíneas”, dijo. “Solo emerge un tipo celular del proceso, el espermatozoide, por lo que si algo sale mal en el sistema, es inmediatamente aparente: no se formarán espermatozoides”.”
Según Jones, los nichos de células madre de mamíferos no están tan bien caracterizados. Aunque se conoce su ubicación en tejidos como el cerebro o la médula ósea, la forma en que los compartimentos del nicho se relacionan con sus respectivas cargas de células madre neurales o sanguíneas es una pregunta abierta.
Los problemas planteados por este estudio deberán abordarse en humanos antes de que las células madre buenas sean explotadas o las malas sean erradicadas. ¿Las células madre trasplantadas en terapias de regeneración propuestas establecerán su propio equipo de soporte o se requerirá un “trasplante de nicho” para mantenerlas?
¿O, las llamadas células madre cancerosas, que se cree que forman la raíz de la mayoría de los tumores, crean una estructura análoga al nicho, y si lo hacen, ¿podría ser un objetivo para la terapia contra el cáncer?
Jones dice que ahora recae en los biólogos de células madre de mamíferos responder a estas preguntas. “En los mamíferos, el campo todavía está en la etapa de identificación de una célula madre, lo que precede a la caracterización de las células que las sustentan”, dijo Jones. “En nuestro sistema, podemos decir definitivamente que algunas células madre pueden crear un microambiente que les permite sobrevivir. Si tuviera que decir si ocurren procesos similares en células de mamíferos, supongo que sí”.”
El estudio fue financiado por la G. Harold and Leila Y. Mathers Charitable Foundation, la American Cancer Society, el California Institute for Regenerative Medicine y los NIH.
Cecilia D’Alterio también contribuyó a este estudio del laboratorio Jones.
El Instituto Salk de Estudios Biológicos en La Jolla, California, es una organización independiente sin fines de lucro dedicada a descubrimientos fundamentales en las ciencias de la vida, la mejora de la salud humana y la formación de futuras generaciones de investigadores. Jonas Salk, M.D., cuya vacuna contra la polio prácticamente erradicó la debilitante enfermedad de la poliomielitis en 1955, inauguró el Instituto en 1965 con un donativo de terrenos de la Ciudad de San Diego y el apoyo financiero de la March of Dimes.
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