El pulso de la sangre basta para crear células madre

El embrión sigue siendo una caja de sorpresas. Un equipo de investigadores acaba de aprender de él un sistema insólito para crear células madre de la sangre, que son claves para terapias contra la leucemia y otras enfermedades. Todo se basa en aplicar sobre las células una fuerza similar a la que ejerce un niño cuando sopla una vela.

Esa es también la presión que ejerce la sangre al circular por las venas de un embrión de ratón. El leve roce transforma las células que recubren el interior de las venas en células madre de la sangre (hematopoyéticas), según ha demostrado en Nature el equipo del mexicano Guillermo García-Cardeña en la Universidad de Harvard . Esas células madre sanguíneas generan a su vez glóbulos rojos, blancos y plaquetas, los tres obreros sanguíneos que distribuyen nutrientes y oxígeno por el cuerpo del ratón y lo defienden de una infección. La fuerza de la sangre también basta para crear estas células en el laboratorio y después utilizarlas para tratar enfermedades de la sangre. En un experimento aún no publicado, el equipo de García-Cardeña ha inyectado estas células en ratones que carecen de sistema inmune, ya que su médula ósea es incapaz de generarlas. Una vez inyectadas, se dirigieron a la médula de los huesos y allí se multiplicaron hasta reponerla por completo, explica a Público el investigador. "Ahora ya sabemos la manera de programar células de forma totalmente natural", detalla.

La técnica permite crear células madre sanguíneas de forma natural

El estudio abre un nuevo camino en la producción de células madre para terapias regenerativas, según los investigadores. En teoría, una inyección con estas células programadas por rozamiento podría reabastecer a enfermos de leucemia, linfoma, anemia y trastornos del sistema inmune. "Estas técnicas albergan una gran promesa de cara a aplicaciones terapéuticas", opina Jacob Hannah, un investigador del Instituto Tecnológico de Massachusetts que no ha participado en el estudio. Su equipo es uno de los más avanzados del mundo en reprogramación celular. Señala que el primer paso hacia las futuras terapias con células madre está casi dominado. Consiste en llevar una célula adulta a su estado embrionario, lo que le permite convertirse en cualquier tejido. "El siguiente gran reto es controlar la diferenciación de estas células, o sea, programarlas de nuevo", detalla.

Eso es lo que consigue García-Cardeña. Para ello, sólo hay que imitar lo que sucede cuando el corazón late por primera vez. A los ocho días de edad, el corazón de un embrión de ratón comienza a moverse y pone en marcha el flujo sanguíneo. Este torrente transmite por primera vez el eco de los latidos del corazón por los vasos sanguíneos, lo que inicia otro proceso que hasta ahora se desconocía. A medida que avanza, la sangre roza las células que recubren el interior de los vasos y activa en ellas una serie de señales biológicas que las convierte en células madre de la sangre. "Cuando se inaugura el flujo sanguíneo, estas células se hacen redondas, se separan de la pared del vaso y el pulso se las lleva a la médula ósea y el hígado", detalla García-Cardeña.

Para confirmar su hipótesis, el investigador extrajo células madre del interior de la aorta de un embrión de ratón y las sumergió en un suero similar a la sangre. Después usó un pequeño robot para remover la mezcla y generar así una fuerza de rozamiento de 5 dinas por centímetro cuadrado, exactamente la que ejerce el pulso dentro de un embrión. La técnica engendró muchas más células madre sanguíneas que en otros cultivos que no se habían agitado. Además, el equipo demostró que el pulso incrementa la expresión de Runx1, un gen clave para transformar una célula madre en una hematopoyética. El equipo ha demostrado la efectividad de estas células programadas por rozamiento en ratones que carecen de médula ósea, aunque los experimentos tienen que ser confirmados y publicados.

Las resultantes podrían servir para tratar la leucemia

El investigador quiere usar esta técnica para describir mejor los efectos del flujo sanguíneo. También para generar células hematopoyéticas de una forma fácil y segura con las que tratar enfermedades de la sangre. Dice que su método sería viable técnicamente. Sin embargo, no comenzaría a probarse en humanos hasta dentro de unos diez años.

El equipo de García-Cardeña lleva años estudiando los efectos biológicos que provocan las fuerzas físicas de la sangre dentro de los vasos. Este empuje es clave en los primeros días de vida de un embrión en el que se desarrolla su sistema circulatorio. Si el flujo es fuerte, un vaso se convertirá en una arteria, mientras que si es débil, se transformará en una vena, explica el investigador. "La diferencia entre arterias y venas ya está predeterminada genéticamente, pero es el flujo el que te confirma si vas a ser vena o arteria", detalla.

Su equipo también ha demostrado que las fuerzas de rozamiento en ciertas partes de las arterias tiene un fuerte efecto protector ante la obstrucción de las mismas, lo que provoca aterosclerosis. En las zonas en las que la arteria está recta, se produce un flujo laminar que activa la expresión de KLF2, un gen que protege ante la aterosclerosis. Sin embargo, en las zonas curvas donde se forman tapones hay un flujo irregular que no activa el gen. El objetivo de García-Cardeña es buscar moléculas que activen este gen en las zonas donde es necesario.