Expansión de las células madre sanguíneas para el trasplante de médula ósea - Nuevo método desarrollado

Los científicos de Weill Cornell Medical College creen que han resuelto cómo expandir las células madre hematopoyéticas adultas (HSCs) fuera del cuerpo humano para uso médico en el trasplante de médula ósea, un paso vital para poder producir suficientes células madre necesarias para restablecer un sistema de sangre
Los investigadores, trabajando en conjunto con científicos del Memorial-Sloan Kettering Cancer Center, describieron en la revista Sangre cómo crearon una proteína para expandir las HSC adultas cuando se extrajeron de la médula ósea de un donante. La proteína mantiene las HSC expandidas en un estado similar a un tallo, lo que les impide diferenciarse en células sanguíneas especializadas antes de que se trasplanten en la médula ósea del paciente receptor.
Buscar donantes de médula ósea compatibles es un desafío, e incluso cuando se encuentra una "coincidencia", recolectar suficientes células de médula ósea necesarias para un trasplante utilizando los métodos actuales, generalmente significa que se necesitan rondas adicionales de recolección para movilizar las células madre sanguíneas.
Al expandir las HSC sanas en el laboratorio, no es necesario recolectar tantas células madre de los donantes. Además, las células madre sanguíneas adultas podrían congelarse y almacenarse para su futura expansión y uso, algo que no se puede hacer con la tecnología actual.
El Dr. Pengbo Zhou, profesor de patología y medicina de laboratorio en Weill Cornell, dijo:

"Nuestro trabajo demuestra que podemos superar un importante obstáculo técnico en la expansión de las células madre sanguíneas adultas, por lo que es posible, por primera vez, producirlas a escala industrial".

El Dr. Zhou dice que los bancos de médula ósea pueden ser colocados algún día al lado de los bancos de sangre, si esta última tecnología pasa las pruebas futuras.
El Dr. Zhou dice: "El objetivo inmediato es que veamos si podemos tomar menos células madre sanguíneas de un donante y expandirlas para el trasplante. De esta forma, más personas donarán más. Si muchas personas donan, podemos escribir las células antes de que las congelemos y las depositemos, de modo que podamos conocer todas las características inmunológicas. La esperanza es que cuando un paciente necesite un trasplante de médula ósea para tratar el cáncer u otra enfermedad, podamos encontrar las células que coincidan, expandan y usen ellos."
Los científicos creen que cada vez más personas pueden optar por almacenar su propia médula para un potencial uso futuro. Las células madre de la sangre de una persona son el mejor tratamiento para la mayoría de los cánceres de la sangre; también se pueden usar para retrasar el envejecimiento y otros fines útiles.

Una señal de destrucción revuelta

Las células madre hematopoyéticas (HSC) que se encuentran en la médula ósea pueden convertirse en cualquier tipo de célula sanguínea, incluido cualquier tipo de célula inmunitaria.
Para los pacientes con cánceres de sangre causados ??por células sanguíneas anormales, una opción de tratamiento incluye la eliminación de la médula no saludable y el trasplante de células madre sanguíneas sanas de un donante. Si las terapias contra el cáncer dañan la sangre de un paciente con cáncer, es posible que necesiten un trasplante de médula ósea. Los trastornos de inmunodeficiencia y otras enfermedades también se pueden tratar con trasplantes de médula ósea.
Donar médula ósea a veces es un proceso arduo y doloroso. La médula se extrae con una aguja de un hueso grande bajo anestesia general. Proporcionar suficientes células madre para los receptores también puede requerir varias sesiones de extracción de médula ósea.

Los científicos han estado tratando de expandir las HSCs durante algunos años. Se han centrado en el factor de transcripción HOXB4, que alienta a las HSC a hacer copias de sí mismos. El Dr. Zhou dijo "Mientras más proteína HOXB4 haya en las células madre, más se autorrenovarán y expandirán su población."
Sin embargo, todos los estudios anteriores han fallado debido a su aplicabilidad. Las HSCs son obstinadamente resistentes a la transferencia de genes. Hasta ahora, el medio más eficiente para entregar genes terapéuticos en las CMH en el entorno de laboratorio ha sido con vehículos basados ??en virus.
Los científicos usaron un virus como vehículo para administrar un gen terapéutico en pacientes con SCID (enfermedad de inmunodeficiencia combinada severa) para restablecer su sistema inmunológico. Sin embargo, cuatro niños desarrollaron leucemia relacionada con el tratamiento porque era imposible controlar en qué parte del genoma se inserta el virus. A menudo, el virus ingresa al genoma en los puntos calientes que inactivan genes supresores de tumores o activan oncogenes.
Otros científicos han demostrado que es posible insertar directamente la proteína HOXB4 en las células madre extraídas de la médula ósea. El Dr. Zhou dijo "Pero la vida media de la proteína natural es muy corta, aproximadamente una hora. Eso significa que para expandir las células madre sanguíneas, estas proteínas HOXB4 deben agregarse todo el tiempo. Porque las proteínas son muy costoso, este proceso es caro y poco práctico ".

La diferenciación solo puede comenzar cuando HOXB4 se degrada

En este último estudio, el Dr. Zhou, el Dr. Malcolm y el equipo adoptaron un enfoque diferente. Se propusieron determinar por qué la proteína HOXB4 no es duradera en las HSC, una vez que estas células se retiran del nicho de células madre protectoras en el que anidan en silencio. Encontraron que para que las células madre comiencen a diferenciarse, es necesario enfocarse en HOXB4 para la degradación "Diferenciar" significa desarrollar (madurar) en diferentes tipos de células sanguíneas adultas.
El Dr. Zhou dijo que "HOXB4 evita que las células madre de la sangre se diferencien, mientras que, al mismo tiempo, les permite renovarse ellas mismas".

CUL4, otra proteína, está etiquetada en HOXB4 cuando esta última proteína está destinada a la destrucción por el aparato de destrucción de proteínas de la célula, hallaron los científicos. El equipo descubrió que CUL4 "ve" un conjunto de cuatro aminoácidos en la proteína (reconoce la proteína de esa manera). El Dr. Zhou explicó que HOXB4 tiene dentro una señal de destrucción que CUL4 identifica y en la que actúa.
Zhou y su equipo sintetizaron una proteína HOXB4 con una señal de destrucción codificada.Con el uso de ciertas bacterias, produjeron grandes cantidades de HOXB4 y luego las entregaron a las células madre de sangre humana en el laboratorio.
El Dr. Zhou dijo:

"Cuando enmascara la señal de degradación CUL4, la vida media de HOXB4 se expande por hasta 10 horas. El HOXB4 diseñado hizo su trabajo para expandir la célula madre, manteniendo intactas todas sus propiedades de células madre. Como resultado, las células que recibieron la ingeniería HOXB4 demostró una capacidad de expansión superior a la de la proteína HOXB4 natural. Los estudios en animales demostraron que las células madre humanas de ingeniería trasplantada pueden conservar sus cualidades de células madre en la médula ósea de ratón ".

Para producir suficientes células madre de la sangre necesarias para un paciente trasplantado y para realizar operaciones bancarias, se debe administrar la proteína HOXB4 cada 10 horas más o menos., explicaron los científicos.
El Dr. Zhou agregó: "Este es el objetivo final de lo que estamos tratando de lograr. Es probable que haya muchos obstáculos para alcanzar nuestras metas, pero parece que hemos encontrado formas de lidiar con un obstáculo importante de la expansión de células madre hematopoyéticas adultas".
Escrito por Christian Nordqvist