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Investigadores de la Escuela de Medicina de Harvard (EE.UU.) han descubierto un tipo de célula hasta ahora desconocido en el cuerpo humano. Se trata de células madre de los pulmones que, según han demostrado en una serie de experimentos, tienen la capacidad de regenerar pulmones dañados. A partir de estas células madre pueden formarse no sólo los distintos tipos de células que componen un pulmón, sino también las de los vasos sanguíneos que irrigan el aparato respiratorio.
La investigación es un avance de cara a comprender cómo se originan algunas enfermedades pulmonares. De todas ellas, el cáncer de pulmón es la principal candidata a estar relacionada con alteraciones de las células madre.
Por otro lado, la investigación abre la vía a desarrollar nuevos tratamientos para enfermedades respiratorias aprovechando la capacidad que han mostrado las células madre para regenerar el tejido pulmonar.
“Creemos que estas células tienen el potencial de utilizarse frente a un amplio abanico de enfermedades pulmonares, incluidos el enfisema (que causa una grave insuficiencia respiratoria) y la hipertensión pulmonar”, ha declarado Joseph Loscalzo, coautor de la investigación, por correo electrónico. El tratamiento consistiría en extraer una muestra de tejido pulmonar de los pacientes, aislar las células madre, multiplicarlas en el laboratorio y volverlas a introducir en los pulmones dañados para regenerarlos. Dado que estas células se habrían obtenido a partir de tejido del propio paciente, no causarían rechazo inmunitario.
Una prueba del potencial de las células madre pulmonares es que el descubrimiento se presentan hoy en The New England Journal of Medicine, revista especializada en publicar investigaciones que cambian la manera de practicar la medicina. Por ahora, sin embargo, estas células sólo han regenerado pulmones en ratones, por lo que no están a punto para utilizarse en personas.
Para los investigadores de Harvard, identificar las células madre pulmonares ha sido como hallar la aguja en el pajar. A partir de tejido de pulmones que habían sido donados para trasplantes y no habían sido utilizados, y de pulmones de fetos que habían muerto, los investigadores buscaron células que tuvieran una proteína llamada c-kit. Se centraron en esta proteína porque, en el corazón, permite identificar las células madre cardiacas.
En los pulmones, según descubrieron, sólo una de cada 6.000 células de los bronquiolos, y una de cada 30.000 de los alveolos, tienen la proteína c-kit (véase gráfico). Aislaron estas pocas células y las cultivaron en el laboratorio. Observaron que tenían la capacidad de dividirse como lo hacen las células madre, produciendo por un lado una nueva célula madre y, por otro, una célula diferenciada característica del pulmón.
Tras producir cientos de miles de estas células, las inocularon a ratones que tenían lesiones pulmonares. Cada ratón recibió alrededor de 20.000 células humanas. Al cabo de dos días, un 25% de estas células se habían implantado en los pulmones de los ratones y se estaban dividiendo. Al cabo de dos semanas, las células habían restaurado bronquiolos, alveolos y vasos sanguíneos. Un análisis del tejido regenerado confirmó que estaba formado por células humanas, que se habían integrado con el tejido sano de los ratones.
Investigaciones anteriores habían identificado células progenitoras que pueden dar lugar a células más especializadas en diferentes regiones de los pulmones. Pero esta es la primera que identifica una célula madre capaz de formar cualquier tipo de célula pulmonar.
“Es una investigación espectacular”, afirma Thomas Graf, investigador Icrea que lidera el grupo de investigación sobre células madre en el Centre de Regulació Genòmica (CRG). “Si estos resultados se reproducen en otros laboratorios, abren la vía a proponer trasplantes autólogos (con células propias) para pacientes con algunas enfermedades respiratorias”.
Ángel Raya, investigador Icrea y especialista en células madre del Institut de Bioenginyeria de Catalunya (IBEC), coincide en que “lo primero que hay que hacer es reproducir los datos en otros laboratorios” para que estas células madre puedan emplearse con fines médicos.
El equipo de Harvard tiene previsto repetir la investigación en animales distintos de ratones antes de ensayar en personas un tratamiento basado en células madre pulmonares. “Lo probaremos en un modelo animal grande en un futuro próximo. Es un paso necesario antes de plantearse un ensayo clínico en personas”, ha declarado Piero Anversa, director de la investigación, por correo electrónico.
Otra cuestión que habrá que estudiar, añade Anversa, es cuál es la mejor manera de obtener las células madre de los pacientes y de volver a administrárselas tras haberlas multiplicado en el laboratorio. La inyección directa de las células en los pulmones que se ha empleado en la investigación con ratones podría resultar poco práctica en personas. Como alternativas, el equipo de Harvard contempla la posibilidad de administrar las células mediante una broncoscopia –que permite acceder con un tubo delgado al interior de los pulmones– o por inhalación con un spray nasal.
La investigación es un avance de cara a comprender cómo se originan algunas enfermedades pulmonares. De todas ellas, el cáncer de pulmón es la principal candidata a estar relacionada con alteraciones de las células madre.
Por otro lado, la investigación abre la vía a desarrollar nuevos tratamientos para enfermedades respiratorias aprovechando la capacidad que han mostrado las células madre para regenerar el tejido pulmonar.
“Creemos que estas células tienen el potencial de utilizarse frente a un amplio abanico de enfermedades pulmonares, incluidos el enfisema (que causa una grave insuficiencia respiratoria) y la hipertensión pulmonar”, ha declarado Joseph Loscalzo, coautor de la investigación, por correo electrónico. El tratamiento consistiría en extraer una muestra de tejido pulmonar de los pacientes, aislar las células madre, multiplicarlas en el laboratorio y volverlas a introducir en los pulmones dañados para regenerarlos. Dado que estas células se habrían obtenido a partir de tejido del propio paciente, no causarían rechazo inmunitario.
Una prueba del potencial de las células madre pulmonares es que el descubrimiento se presentan hoy en The New England Journal of Medicine, revista especializada en publicar investigaciones que cambian la manera de practicar la medicina. Por ahora, sin embargo, estas células sólo han regenerado pulmones en ratones, por lo que no están a punto para utilizarse en personas.
Para los investigadores de Harvard, identificar las células madre pulmonares ha sido como hallar la aguja en el pajar. A partir de tejido de pulmones que habían sido donados para trasplantes y no habían sido utilizados, y de pulmones de fetos que habían muerto, los investigadores buscaron células que tuvieran una proteína llamada c-kit. Se centraron en esta proteína porque, en el corazón, permite identificar las células madre cardiacas.
En los pulmones, según descubrieron, sólo una de cada 6.000 células de los bronquiolos, y una de cada 30.000 de los alveolos, tienen la proteína c-kit (véase gráfico). Aislaron estas pocas células y las cultivaron en el laboratorio. Observaron que tenían la capacidad de dividirse como lo hacen las células madre, produciendo por un lado una nueva célula madre y, por otro, una célula diferenciada característica del pulmón.
Tras producir cientos de miles de estas células, las inocularon a ratones que tenían lesiones pulmonares. Cada ratón recibió alrededor de 20.000 células humanas. Al cabo de dos días, un 25% de estas células se habían implantado en los pulmones de los ratones y se estaban dividiendo. Al cabo de dos semanas, las células habían restaurado bronquiolos, alveolos y vasos sanguíneos. Un análisis del tejido regenerado confirmó que estaba formado por células humanas, que se habían integrado con el tejido sano de los ratones.
Investigaciones anteriores habían identificado células progenitoras que pueden dar lugar a células más especializadas en diferentes regiones de los pulmones. Pero esta es la primera que identifica una célula madre capaz de formar cualquier tipo de célula pulmonar.
“Es una investigación espectacular”, afirma Thomas Graf, investigador Icrea que lidera el grupo de investigación sobre células madre en el Centre de Regulació Genòmica (CRG). “Si estos resultados se reproducen en otros laboratorios, abren la vía a proponer trasplantes autólogos (con células propias) para pacientes con algunas enfermedades respiratorias”.
Ángel Raya, investigador Icrea y especialista en células madre del Institut de Bioenginyeria de Catalunya (IBEC), coincide en que “lo primero que hay que hacer es reproducir los datos en otros laboratorios” para que estas células madre puedan emplearse con fines médicos.
El equipo de Harvard tiene previsto repetir la investigación en animales distintos de ratones antes de ensayar en personas un tratamiento basado en células madre pulmonares. “Lo probaremos en un modelo animal grande en un futuro próximo. Es un paso necesario antes de plantearse un ensayo clínico en personas”, ha declarado Piero Anversa, director de la investigación, por correo electrónico.
Otra cuestión que habrá que estudiar, añade Anversa, es cuál es la mejor manera de obtener las células madre de los pacientes y de volver a administrárselas tras haberlas multiplicado en el laboratorio. La inyección directa de las células en los pulmones que se ha empleado en la investigación con ratones podría resultar poco práctica en personas. Como alternativas, el equipo de Harvard contempla la posibilidad de administrar las células mediante una broncoscopia –que permite acceder con un tubo delgado al interior de los pulmones– o por inhalación con un spray nasal.
