Un estudio publicado en la revista Biología celular natural muestra que la exposición crónica a una señal inflamatoria de "emergencia", la interleucina-1, hace que las células madre de la médula ósea que forman la sangre produzcan células necesarias para combatir infecciones y reparar lesiones, pero a expensas de su propia capacidad de autorrenovarse ymantener un sistema sanguíneo saludable. Esto da como resultado la sobreproducción de células inmunes agresivas capaces de dañar severamente los tejidos. La interleucina-1 elevada IL-1 acompaña a la inflamación crónica asociada con afecciones humanas, incluyendo obesidad, diabetes y trastornos autoinmunes. El desequilibrio del sistema sanguíneolos tipos de células pueden provocar un suministro ineficiente de oxígeno, inmunodeficiencia y pueden predisponer el desarrollo de cáncer.
"La inflamación evolucionó para funcionar durante períodos muy cortos de tiempo, reuniendo recursos para combatir infecciones y reparar el tejido dañado. Sin embargo, durante largos períodos de tiempo, estas condiciones se vuelven muy tóxicas", dice Eric M. Pietras, PhD, investigador delCentro de Cáncer de la Universidad de Colorado y profesor asistente en el Programa de Cáncer de Sangre y BMT de la Escuela de Medicina de la Universidad de California. Pietras realizó el trabajo como investigador postdoctoral en el laboratorio de Emmanuelle Passegué, PhD, profesor en el Centro Eli y Edythe Broad de Medicina Regenerativa y TalloInvestigación celular en la Universidad de California en San Francisco.
IL-1 es una citocina que durante mucho tiempo se entendió como una señal esencial que el sistema inmune utiliza para reclutar y activar las células inflamatorias necesarias para proteger y reparar los casos agudos de infección o lesión. Sin embargo, los niveles elevados de IL-1 son una característica deinflamación crónica, como se ve comúnmente en el envejecimiento, y con una serie de afecciones que incluyen obesidad y diabetes tipo 2, que están asociadas con la dieta y el estilo de vida occidentales.
"Si está trabajando en un estado de emergencia constante, se estresa y es menos efectivo. Pienso en las células madre sanguíneas de la misma manera", dice Pietras. Mientras que las células madre formadoras de sangre, también se denominan células madre hematopoyéticas o HSC, generalmente están inactivos en la médula ósea, "despiertan" ocasionalmente para mantener niveles sanguíneos adecuados en individuos sanos, Pietras y sus colegas demuestran que "estas células también son exquisitamente sensibles a los cambios en su entorno y reaccionan en consecuencia".
Específicamente, los HSC son sensibles a la cantidad de IL-1 que encuentran y se ponen a trabajar creando células mieloides de "primer respondedor" necesarias para combatir lo que reconocen como una crisis de infección o lesión. Si la señal de IL-1 no funcionaPor último, los HSC continúan produciendo estas células, pero a expensas de su capacidad para regenerarse y construir correctamente el resto del sistema sanguíneo.
"Reciben una señal que les dice que necesitan seguir construyendo células mieloides y, como resultado, no producen las otras células sanguíneas que necesita. Puede terminar con muy pocos glóbulos rojos, lo que reduce la capacidad del cuerpo paraentregan oxígeno a las células. O vemos una disminución en la producción de nuevas células linfoides, dejando al sistema potencialmente inmunodeficiente. Estas son todas las características comunes de los sistemas sanguíneos crónicamente inflamados e incluso envejecidos ", dice Pietras.
Otra pregunta importante era si estos efectos son reversibles, en otras palabras, una vez que un HSC ha "aprendido" a producir en exceso células mieloides, ¿puede desaprender esta función con la misma facilidad? La pregunta tiene implicaciones importantes para la atención al paciente, por ejemplo, en elcaso de trasplante de células madre de médula ósea. Durante muchos años, el trasplante de médula ósea se ha utilizado para tratar leucemias mediante la extracción del sistema sanguíneo de un paciente y su reemplazo por el de un donante compatible.
Sin embargo, "Nuestros resultados muestran que no solo debemos buscar marcadores de compatibilidad del sistema sanguíneo, sino que también queremos explorar si las células madre de un donante potencial han estado expuestas a la inflamación y no pueden ser tan efectivas para reconstruir al pacientesistema sanguíneo ", dice Pietras." Del mismo modo, la presencia de inflamación en el individuo que recibe la médula ósea también podría ser un factor importante en qué tan bien las células madre regeneran un nuevo sistema sanguíneo una vez que se trasplantan ".
Pietras también señala un mayor interés en los trasplantes de células madre "autólogas" para tratar potencialmente enfermedades autoinmunes y mieloma múltiple, otro tipo de leucemia. En esta técnica, se extraen y expanden las células madre sanguíneas sanas de un paciente. Componentes del sistema sanguíneo responsablespara la enfermedad se matan y luego las células madre originales del paciente se reinfunden y se alienta a que vuelvan a crecer un nuevo sistema sanguíneo. Sin embargo, este enfoque no sería ideal si las células madre sanguíneas originales retuvieran "lesiones" que los dejaron predispuestos a construir una sangresistema que está desequilibrado por el insulto de la inflamación crónica.
Para probar la durabilidad del insulto de IL-1 a las HSC después de una inflamación crónica, Pietras trató a los ratones durante 20 días con IL-1 y luego lo retiró durante varias semanas para ver si las HSC se recuperaron.
"Nuestros datos sugieren que es posible hacer retroceder el reloj y revertir los efectos de la inflamación crónica en las células madre sanguíneas, tal vez utilizando terapias ya disponibles en la clínica para bloquear las señales inflamatorias como la IL-1", dice Pietras ".Por supuesto, todavía no sabemos a escala humana cuánto tiempo le toma a una célula madre 'recordar' estos insultos. Puede ser que después de un período más prolongado de exposición a IL-1, estos cambios se vuelvan más fijos ".
En general, el estudio demuestra por primera vez que las células madre sanguíneas se adaptan para satisfacer lo que reconocen como las necesidades del cuerpo, y que la inflamación crónica puede actuar como un pulgar en la balanza, lo que implica una necesidad que realmente no existe.
"Durante décadas hemos reconocido la importancia de estas células madre de la médula ósea para hacer frente a la crisis y al mismo tiempo mantener la estabilidad del sistema sanguíneo. Ahora mostramos que las condiciones en el resto del cuerpo pueden tener profundas implicaciones sobre cómo se comportan las células madre, tanto en la sangre como probablemente también en muchos otros tejidos ", dice Pietras.
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Materiales proporcionados por Campus Médico Anschutz de la Universidad de Colorado . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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