Nuevo mecanismo de células madre descubierto en el intestino

Una capa especial de células que recubre el interior de los intestinos delgado y grueso absorbe nutrientes y agua mientras evita que circule cualquier cosa perjudicial. Esta capa se llama epitelio intestinal. Se renueva por completo cada cuatro a siete días utilizando células madre. Pero los científicos aún no saben cómo funcionan exactamente estas células, o incluso qué define a una célula madre.

Bernat Corominas-Murtra, anteriormente postdoctorado en el Instituto de Ciencia y Tecnología de Austria (ISTA) y ahora profesor asistente en la Universidad de Graz, y Edouard Hannezo, profesor en ISTA, trabajaron con un grupo internacional de investigadores experimentales dirigido por el equipo de Amsterdam de Jacco Van Rheenen, para estudiar las células madre en el epitelio intestinal. Encontraron un nuevo y emocionante mecanismo que podría cambiar nuestra comprensión de lo que es una célula madre. Sus hallazgos se publican ahora en la revista Nature.

Entre las células que tenían el marcador tradicional de células madre, muchas de ellas nunca funcionaron realmente como tales, sino que fueron expulsadas de las criptas para ser desechadas, sin contribuir en absoluto a la renovación a largo plazo del intestino

El epitelio intestinal tiene solo una capa de células de espesor y se renueva constantemente. Las vellosidades que parecen pequeños tentáculos que cubren el interior de los intestinos delgado y grueso están por todas partes. Entre las vellosidades, hay pequeños bolsillos en el tejido llamados criptas intestinales. El nombre invoca misterio, que es una buena descripción de lo que realmente sucede allí.

«En el fondo de las criptas, las células madre del epitelio se dividen constantemente. Algunas de las células resultantes permanecen como células madre en la cripta y otras son empujadas hacia la punta de las vellosidades circundantes«, explica Corominas-Murtra. «Allí, al final, se diferencian en tipos de células funcionales que permiten la función intestinal y que se descartan después de unos días. Esto sucede todo el tiempo dentro de tu cuerpo, y si este mecanismo falla, puedes tener problemas médicos graves«.

El equipo se quedó perplejo

Mientras estudiaban estas células madre en los intestinos delgado y grueso, los científicos quedaron inicialmente perplejos. «Lo que solemos pensar de las células madre es que ser una célula madre está determinado por las propiedades bioquímicas intrínsecas de una célula, algo así como un marcador bioquímico que podemos identificar«, indica Corominas-Murtra.

«Encontramos que entre las células que tenían este marcador tradicional de células madre, muchas de ellas nunca funcionaron realmente como células madre, sino que fueron expulsadas de las criptas para ser desechadas, sin contribuir en absoluto a la renovación a largo plazo del intestino. También vimos que, si bien los marcadores clásicos predijeron aproximadamente la misma cantidad de células madre tanto en el intestino delgado como en el grueso, había aproximadamente el doble de ellas trabajando como células madre en el intestino delgado que en el intestino grueso«. Por lo tanto, los científicos querían comprender qué determina qué células actúan realmente como células madre y encontraron un mecanismo nuevo y sorprendente que las regula en las criptas.

La ubicación lo es todo

«Descubrimos que estas células se comportan como células madre o no, dependiendo de su ubicación. Las células en el epitelio no solo son empujadas hacia afuera de la cripta por las divisiones celulares debajo de ellas, como en una cinta transportadora, sino que hay otro tipo de movimiento involucrado«, explica Corominas-Murtra. Los científicos descubrieron que las células en la capa de epitelio también se mueven activamente en direcciones aleatorias, de un lado a otro a lo largo de la cinta transportadora. De esta manera, las células que ya fueron empujadas a lo largo de la cinta transportadora por un momento pueden terminar de nuevo en la base de la cripta y actuar allí nuevamente como células madre para dividir y reponer el epitelio.

Edouard Hannezo explica las posibles implicaciones de estos hallazgos: «Estos movimientos constituyen un nuevo mecanismo ambiental que determina qué células llegan a actuar funcionalmente como células madre. En el intestino delgado, la señal molecular que regula los movimientos es más fuerte que en el intestino grueso, por lo que las células pueden volver a la cripta con más frecuencia. Esto explica por qué hay más células madre que realmente funcionan en el intestino delgado. Esto podría tener implicaciones importantes para nuestra comprensión de qué es realmente una célula madre y cómo usarla en aplicaciones médicas«.

El estudio generó predicciones

Esta perspectiva se basa en investigaciones previas de Bernat Corominas-Murtra y Edouard Hannezo en ISTA y el trabajo del grupo Van Rheenen. Corominas-Murtra y Hannezo, que originalmente tenían antecedentes en física, crearon un modelo matemático avanzado de la capa de epitelio intestinal que incluía el movimiento de las células tanto hacia afuera como hacia la cripta. Usando su modelo, predijeron la cantidad de estas células en funcionamiento en los intestinos delgado y grueso. Varios otros grupos de investigación en Europa diseñaron experimentos utilizando los últimos métodos en microscopía y genética para probar las predicciones y encontraron que eran precisas. Incluso intentaron inhibir la señal química en las criptas y vieron que esto reducía la cantidad de células madre en funcionamiento, como predijeron.

Fuente: Nature.