Fotografían en 3D las células madre de la médula ósea

Por J. López García, publicado en ABC.es el 13 de Mayo de 2013

Ya es posible realizar auténticas fotografías en tres dimensiones de las células madre con ayuda de microscopios multifotón. La técnica, se aplica también a la detección e identificación de células iniciadoras de tumores en todo tipo de tejidos.

Fig. 3 (Nature Cell Biol. (a) Representative 3D reconstruction of the femoral diaphysis stained with laminin (green) and Sca-1 (red). Sca-1⁺ arteries run centrally along the diaphysis, emitting branches of smaller arterial vessels, which gradually narrow as they…

De este modo, se ha podido conocer en detalle la localización de las células en la médula ósea encargadas de la producción de los glóbulos y plaquetas de la sangre. Hasta ahora se aceptaba que estas células residían en lugares específicos, aunque por el momento no se disponga de tratamientos efectivos para mantener o expandir estas células madre hematopoyéticas fuera de estos nichos, algo que tendría aplicaciones terapéuticas muy atractivas desde el punto de vista de los transplantes de médula, con el fin de combatir la leucemia.

En este contexto se enmarca el trabajo del investigador español César Nombela—Arrieta, del Hospital Infantil de Boston, publicado recientemente en la revista Nature Cell Biology. «Junto con otros grupos, tratamos de entender cómo la médula mantiene estas células. En función de experiencias previas, nos centramos en la relevancia del sistema vascular medular, ya que se empieza a saber que éste podría jugar un papel fundamental». Al localizar con precisión las células hematopoyéticas, el transplante de médula ósea sería menos agresivo, sin necesidad de recurrir a la destrucción total de ésta por radiación o quimioterapia, como sucede en la actualidad, aunque César Nombela reconoce que «ahora es prematuro decir cómo. Para ello, resulta fundamental entender en profundidad la composición de estos nichos, pues una vez conocida su estructura, se podría tratar de recrearlos in vitro, y así pensar en el modo de expandir estas células vivas, e implantarlas mediante técnicas más efectivas que las actuales», concluye el investigador español afincado en EE UU.

El Hospital Infantil de Boston es un hospital puntero en muchos aspectos. Gracias a los medios económicos con los que cuentan, sus unidades de investigación básica son muy potentes. El contacto entre investigadores y médicos es continuo y directo. Al contrario que en España —donde la investigación médica se realiza fundamentalmente en universidades o centros de investigación—, allí el sistema sanitario favorece que los propios doctores hagan investigación, para lo cual disponen de tiempo y medios materiales. «Este contacto tan directo entre investigación básica y atención clínica favorece el desarrollo de una mentalidad más práctica y facilita que los hallazgos científicos se traduzcan más rápida y eficientemente en avances terapéuticos», reconoce Nombela.

Referencia

César Nombela-Arrieta, Gregory Pivarnik, Beatrice Winkel, Kimberly J. Canty, Brendan Harley, John E. Mahoney, Shin-Young Park, Jiayun Lu, Alexei Protopopov & Leslie E. Silberstein. Quantitative imaging of haematopoietic stem and progenitor cell localization and hypoxic status in the bone marrow microenvironment. Nature Cell Biology, May 2013, Volume 15 No 5,  pp533 – 543, doi:10.1038/ncb2730

Abstract.- The existence of a haematopoietic stem cell niche as a spatially confined regulatory entity relies on the notion that haematopoietic stem and progenitor cells (HSPCs) are strategically positioned in unique bone marrow microenvironments with defined anatomical and functional features. Here, we employ a powerful imaging cytometry platform to perform a comprehensive quantitative analysis of HSPC distribution in bone marrow cavities of femoral bones. We find that HSPCs preferentially localize in endosteal zones, where most closely interact with sinusoidal and non-sinusoidal bone marrow microvessels, which form a distinctive circulatory system. In situ tissue analysis reveals that HSPCs exhibit a hypoxic profile, defined by strong retention of pimonidazole and expression of HIF- 1α, regardless of localization throughout the bone marrow, adjacency to vascular structures or cell-cycle status. These studies argue that the characteristic hypoxic state of HSPCs is not solely the result of a minimally oxygenated niche but may be partially regulated by cell-specific mechanisms.