Científicos de la Universidad de Nueva Gales del Sur en Australia han desarrollado un método para producir precursores de células madre sanguíneas humanas a partir de células madre pluripotentes humanas. El método puede ser útil en el tratamiento de pacientes con cáncer que requieren altas dosis de dichas células madre sanguíneas para ayudar a reponer las poblaciones endógenas que han sido destruidas por la quimioterapia.
Los investigadores explotaron la tendencia de las células a responder a estímulos mecánicos y cultivaron células madre pluripotentes en un dispositivo de microfluidos que imitaba el flujo pulsátil del latido del corazón embrionario. Dado que las células madre sanguíneas humanas se forman naturalmente durante el desarrollo embrionario, el equipo australiano planteó la hipótesis de que imitar estas condiciones in vitro ayudaría a las células a desarrollarse como células madre sanguíneas.
La quimioterapia puede tener efectos bastante devastadores sobre las células sanguíneas y las células madre que se diferencian para producirlas. Actualmente existe una escasez de células madre de donantes para ayudar a estos pacientes, y los investigadores han tenido dificultades para crear células madre adecuadas en el laboratorio.
La creación de células madre pluripotentes inducidas a partir de células humanas adultas ha sido un paso importante en el camino, ya que ayuda a evitar la necesidad de células embrionarias o de animales. Sin embargo, lograr que dichas células se conviertan de manera confiable en células madre sanguíneas humanas que luego puedan diferenciarse en cualquier tipo de célula sanguínea ha sido un desafío.
Para abordar esto, estos investigadores han recurrido a un dispositivo de microfluidos para ver si podían usar estímulos mecánicos para persuadir a las células madre pluripotentes inducidas a convertirse en células madre sanguíneas, o al menos hacerlas avanzar un poco por ese camino. El dispositivo imita el flujo pulsátil del latido del corazón embrionario, sin duda un estímulo importante para las células del embrión en desarrollo.
"Parte del problema es que todavía no entendemos completamente todos los procesos que ocurren en el microambiente durante el desarrollo embrionario y que conducen a la creación de células madre sanguíneas aproximadamente en el día 32 del desarrollo embrionario", dijo Jingjing Li, uno de los líderes del proyecto. "Así que creamos un dispositivo que imita los latidos del corazón y la circulación sanguínea y un sistema de vibración orbital que provoca tensión de corte (o fricción) de las células sanguíneas a medida que se mueven a través del dispositivo o en un plato".
Hasta ahora, los investigadores han demostrado que el dispositivo puede estimular las células para que se conviertan en precursoras de células madre sanguíneas. Estas células luego pueden diferenciarse en cualquier tipo de célula sanguínea. El equipo espera ampliar la técnica para que funcione en un biorreactor, lo que les permitirá producir una gran cantidad de células.
"Las células madre sanguíneas utilizadas en trasplantes requieren donantes con el mismo tipo de tejido que el paciente", dijo Robert Nordon, otro investigador involucrado en el estudio. "La fabricación de células madre sanguíneas a partir de líneas de células madre pluripotentes resolvería este problema sin la necesidad de donantes de tejidos compatibles que proporcionen un suministro abundante para tratar cánceres de sangre o enfermedades genéticas".
Estudio en la revista Cell Reports : El mimetismo de la circulación embrionaria mejora el nicho hemogénico de la hoxa y el desarrollo de la sangre humana