Los investigadores del Princess Margaret Cancer Center han realizado nuevos hallazgos que brindan una comprensión más amplia de cómo se activan las células madre hematopoyéticas inactivas y podrían allanar el camino hacia tratamientos terapéuticos para varios cánceres.
El equipo ha hecho el descubrimiento realizando un profundo estudio mecanicista de los lisosomas, que son orgánulos unidos a la membrana que se encuentran en todas las células. Alguna vez se creyó que los lisosomas eran simplemente el «cubo de basura» de la célula madre, que reciclaba el material de desecho, regulaba la regeneración celular y funcionaba igual en todos los tipos de células. Pero la investigación del equipo de PM se basa en nuevos conocimientos sobre los lisosomas que muestran que actúan como centros de señalización clave, regulando las células madre hematopoyéticas a largo plazo.
El trabajo realizado por los investigadores examina por qué una célula madre hematopoyética puede permanecer inactiva durante años y cómo el lisosoma actúa constantemente como sensor incluso en ese estado profundamente inactivo. El equipo de Princess Margaret descubrió que a pesar de la inactividad de la célula, el lisosoma en su interior sigue siendo muy activo, «recortando e inactivando» los receptores involucrados en la señalización del crecimiento y el transporte de nutrientes dentro de la membrana de la célula madre, lo que le permite permanecer dormido.
Los hallazgos podrían tener implicaciones más allá del estudio, permitiendo potencialmente el control del equilibrio entre la latencia celular y cuándo se activan las células madre para ayudar a reponer el suministro de sangre.
Los resultados provienen del laboratorio del científico senior de Princess Margaret, el Dr. John Dick, y se publicaron en Cell Stem Cell el 2 de agosto de 2021. La Dra. Laura García-Prat, becaria postdoctoral, es la primera autora, y la científica afiliada, la Dra. Stephanie Xie, es coautora principal junto con la Dra. Dick.
«El estudio ha descubierto un nuevo mecanismo de inactividad, que consiste en aprovechar un orgánulo, un lisosoma, y mantener esa célula inactiva», dice el Dr. García-Prat. «Esto abre una vía en la que los lisosomas podrían potencialmente aprovecharse como un objetivo terapéutico».
Cada año, decenas de miles de personas en todo el mundo reciben trasplantes de médula ósea para ayudar a combatir la leucemia. Se utilizan altas dosis de quimioterapia para matar las células cancerosas que se dividen rápidamente, pero al mismo tiempo también destruye las células madre necesarias para reproducir sangre sana.
Los trasplantes de células madre se utilizan para regenerar el suministro de sangre saludable de un paciente, pero encontrar un donante compatible puede ser un desafío, especialmente dentro de diferentes comunidades étnicas donde las listas de donantes pueden no ser extensas o no existir en absoluto. Las células madre que se encuentran en la sangre del cordón umbilical tendrían un valor considerable como fuentes adicionales de donantes, pero la cantidad de células madre a menudo es demasiado baja para un receptor adulto. Comprender cómo activar y expandir las células madre de forma controlada podría hacer que la sangre del cordón umbilical sea más útil.
Ser capaz de controlar la activación de las células madre también podría ser útil para situaciones en las que las células madre se activan de manera inapropiada debido a una enfermedad, inflamación o tratamiento con medicamentos, lo que ayuda a restaurar la latencia para conservar estos valiosos productos.
«Aprender a conservar y preservar las células madre sanguíneas es vital», dice el Dr. Dick. «Si esa célula madre se activa de manera inapropiada, eso puede tener enormes consecuencias para el sistema sanguíneo porque ahora está perdiendo sus células madre y no las tendrá durante toda su vida».
«Tienes que hacer todo lo posible para mantener esa célula inactiva. Y una forma de hacerlo es evitando que perciba señales de la superficie», añadió el Dr. Dick.
El trabajo también podría usarse para ayudar a comprender mejor las células madre de la leucemia que imitan estrechamente a las células madre normales y, a veces, pueden permanecer inactivas y evadir los tratamientos.
«Ahora será interesante observar estas células madre de leucemia y ver cómo se regula este mecanismo», dice la Dra. Stephanie Xie. «Podemos ver diferencias y utilizarlas para el tratamiento».
El Dr. García-Prat, el autor principal, dijo que este es un trabajo que solo se podría haber hecho en el laboratorio del Dr. Dick en el Princess Margaret Cancer Center de University Health Network.
«Somos uno de los pocos laboratorios del mundo que trabaja con células madre hematopoyéticas humanas», dice el Dr. García-Prat. «Así que eso marca una gran diferencia en términos de traducir nuestra investigación en terapias para humanos».
Este trabajo fue apoyado por la Fundación del Centro de Cáncer Princess Margaret, el Instituto de Ontario para la Investigación del Cáncer, los Institutos Canadienses de Investigación en Salud, el Centro de Investigación para el Desarrollo Internacional, la Sociedad Canadiense del Cáncer, el Programa Terry Fox New Frontiers, la Medicina por Diseño de la Universidad de Toronto, la Primera Investigación de Canadá Fondo de excelencia, beca EMBO a largo plazo, beca Benjamin Pearl y beca CIHR.
Fecha: 3 de agosto de 2021