Estudio encuentra manera de aumentar drásticamente las células madre hematopoyéticas

Hallazgos en animales apuntan a la estrategia potencial para mejorar transplantationResearchers médula ósea del Centro de Medicina Regenerativa y Techology (CRMT) y la Unidad de Endocrinología del Hospital General de Massachusetts (MGH) han encontrado una nueva manera de aumentar significativamente la producción de células madre hematopoyéticas en un ratón modelo. La ampliación de la población de estas células, que pueden convertirse en cualquier tipo de célula de la sangre, podría aumentar considerablemente el número de pacientes que podrían recibir trasplantes de células madre para ciertos tipos de cáncer. El estudio, publicado en la edición del 23 de octubre de la naturaleza, también identifica una estrategia de tratamiento potencial que podría duplicar este efecto en los pacientes, y los investigadores están preparando ensayos clínicos de ese enfoque.

"Hay muchos retos clínicos que enfrentan nuestros pacientes y que podrían resolverse si pudiéramos ampliar las poblaciones de células madre", dice David Scadden, MD, director del MGH CRMT, autor principal del artículo. "La capacidad de aumentar el número de células madre que un individuo produce podría tener un impacto inmediato en la atención al paciente."

El uso clínico de células madre hematopoyéticas siempre ha sido difícil debido a que ocurren naturalmente en números muy pequeños y rara vez se reproducen. En los últimos años, muchos grupos de investigación han buscado maneras de ampliar las poblaciones de células madre, a menudo mediante la adición de factores de crecimiento para muestras de médula ósea. Los investigadores del MGH tomaron un enfoque diferente, centrándose en el entorno natural en el que las células madre desarrollar, que en los adultos es la cavidad ósea dentro de los huesos largos.

Las células madre se encuentran generalmente en la capa externa de la médula, adyacente a la capa interna del hueso. Esta observación sugiere que los osteoblastos - células que generan nuevo tejido óseo para sustituir el hueso viejo y se encuentran en esa región del hueso interior - también puede tener un impacto sobre las células madre. Para investigar esta posibilidad, los investigadores estudiaron por primera vez un grupo de ratones transgénicos con una versión demasiado activo de una proteína que activa los osteoblastos. Ellos encontraron que, además de tener un número excesivo de los osteoblastos en los huesos, los ratones también ha aumentado los niveles de células madre en la médula ósea, aunque la cantidad de otras células de la médula fue normal. La prueba adicional confirmó que esta proteína se activa, un receptor para la hormona paratiroidea hueso construcción (PTH), podría estar actuando a través de una llamada vía de señalización Notch celular que se sabe que aumenta la proliferación de células madre.

A raíz de estas conclusiones, los investigadores estudiaron si las inyecciones de PTH - un tratamiento aprobado por la FDA para la osteoporosis desarrollada a través de la investigación MGH - pueden producir el mismo efecto de células madre como se ve en los ratones transgénicos. Se inyectaron primero un grupo de ratones normales con la hormona, y encontraron un aumento de manera similar los niveles de células madre en la médula ósea después del tratamiento de 4 semanas. A continuación, realizaron trasplantes de médula ósea en ratones que habían sido irradiados para destruir su médula ósea, y encontraron que ósea de ratones tratados con PTH fue más eficaz en la sustitución de receptor ósea que era tejido de ratones normales.

Para simular el tipo de situación que enfrentan muchos pacientes que necesitan trasplantes de células madre, el equipo de investigación llevó a cabo un protocolo de trasplante de médula ósea como la destrucción ósea y la transferencia de sólo unas pocas células madre en ratones que habían recibido previamente inyecciones de PTH y en un grupo control. Cuando sólo el 27 por ciento de los ratones control sobrevivieron durante 28 días después del trasplante, todos los ratones tratados con PTH sobrevivieron, y el examen de su médula ósea confirmó que el tejido del donante había proliferado.

"El tratamiento con PTH tuvo un efecto notable en la recuperación de estos animales de trasplante de médula ósea", dice Scadden, profesor asociado de medicina en Harvard Medical School. "Este trabajo abre un nuevo punto de vista desde el que podemos atacar a los retos de un trasplante de células madre, se centra en el medio ambiente para lograr un efecto de células madre."

Scadden y sus colegas pronto se iniciarán los ensayos clínicos para analizar el efecto del tratamiento con PTH de los donantes de células madre y los receptores. También investigarán si la hormona puede ayudar a expandir las poblaciones de células madre fuera del cuerpo, tales como las pequeñas cantidades que se encuentran en las muestras en bancos de sangre del cordón umbilical.

Los autores co-primer del estudio de la naturaleza son Laura Calvi, MD, ex integrante de la Unidad de Endocrinología MGH y ahora en la Universidad de la Escuela de Medicina de Rochester; y Gregor Adams, PhD, de CRMT, Partners Centro de Investigación sobre el SIDA (PARC) y el Centro del Cáncer de MGH. Otros co-autores incluyen Katherine Weibrecht, Douglas Olson, y Roderick Martin, de / / MGH Cancer Center CRMT PARC; Melissa Caballero, Ernestina Schipani, MD, PhD, Paola Divieti, Richard Bringhurst, MD, y Henry Kronenberg, MD, de la Unidad de Endocrinología MGH; y Jon Weber y Laurie Milner, MD, de Rochester. El estudio fue apoyado por becas de los Institutos Nacionales de Salud, la Sociedad Americana de Hematología, la Fundación Doris Duke y el Fondo Burroughs Wellcome.