hLas células madre hematopoyéticas dan lugar a todas las células sanguíneas del cuerpo. La mayoría de las veces no se dividen. Más bien, sirven como reserva para los momentos en que el cuerpo necesita una rápida formación de sangre. “Una de las razones por las que tenemos este tipo de cuenta bancaria celular en Suiza [is to protect] la integridad celular”, dijo Britta Will, biólogo de células madre de la Facultad de Medicina Albert Einstein. Cada división celular puede dañar el ADN de las células y otras macromoléculas, por lo que la tarea tan exigente de la producción diaria de células sanguíneas la realizan descendientes más comprometidos, es decir, células sanguíneas progenitoras que pueden diferenciarse en tipos de células específicas.
A medida que las personas envejecen, este banco de celulares no está tan disponible como en la juventud; la capacidad de las células madre sanguíneas para autorrenovarse disminuye. Esta capacidad reducida para reponer diversos tipos de células sanguíneas puede resultar en una vigilancia inmune deteriorada y contribuir al desarrollo de cánceres asociados con el envejecimiento u otras enfermedades degenerativas. En un estudio publicado en Célula madre celularWill y sus colegas demostraron que las células madre hematopoyéticas de ratones jóvenes regulan estrechamente la homeostasis del hierro para mantener bajos los niveles de hierro intracelular, una capacidad que puede perderse con el envejecimiento.1 Además, cuando los investigadores las sometieron a una restricción adicional de hierro mediante el uso de quelantes de hierro, estas células activaron una respuesta molecular ligada a su capacidad regenerativa. Un tratamiento para eliminar intermitentemente el exceso de hierro en ratones durante 13 meses evitó la disminución de la función de estas células asociada a la edad.
Un hallazgo fortuito hace algunos años llevó a Will y sus colegas a determinar que un fármaco utilizado para tratar una afección asociada con un recuento bajo de plaquetas también quelaba o eliminaba el hierro de las células madre hematopoyéticas. Este estimulado Función regenerativa en células humanas y de ratón.2 Interesado en explorar más a fondo este fenómeno, el equipo monitorizó el conjunto disponible de hierro y expresión de proteínas en células madre sanguíneas de ratones de dos a tres meses de edad.
Los investigadores descubrieron que las células jóvenes activaban proteínas clave para detectar, transportar y almacenar hierro, restringiendo fuertemente su disponibilidad intracelular. Cuando los investigadores restringieron aún más el hierro mediante el uso de quelantes de hierro, las células madre sanguíneas activaron una respuesta limitada de hierro que abarcaba la importación y movilización de hierro para corregir este déficit. Los investigadores descubrieron que esta respuesta molecular a la restricción de hierro contribuía a la función regenerativa de las células, mientras que inhibirla reducía esta capacidad.
Los análisis de secuenciación de ARN unicelular y otras técnicas moleculares revelaron el mecanismo detrás de este vínculo. La limitación de hierro aumentó la expresión de la proteína de interacción Tat de 60 kD (Tip60), una enzima que regula epigenéticamente la expresión génica. Los investigadores descubrieron que la regulación genética dependiente de Tip60 durante la restricción de hierro conducía a un aumento del metabolismo de los ácidos grasos, que desempeña un papel importante en la autorrenovación de estas células productoras de sangre.3
Pero a medida que las células envejecen, pueden perder su capacidad de mantener la homeostasis del hierro. Para determinar si la limitación farmacológica del hierro podría ayudar a las células a conservar sus capacidades regenerativas durante el envejecimiento, Will y sus colegas inyectaron a ratones de seis meses un quelante de hierro durante cinco días consecutivos, repitiendo el tratamiento cada cuatro semanas durante 13 meses. Al final del tratamiento, las células madre hematopoyéticas de los ratones ancianos tratados mostraron un aumento de 10 veces en su capacidad de formación de sangre en comparación con las de los ratones no tratados. “Esto fue realmente sorprendente”, dijo Will, que recibió fondos de Novartis Pharmaceuticals, que posee la patente de algunos quelantes de hierro utilizados en este estudio.
Si bien trabajos anteriores sugirieron que el hierro puede guiar el destino de las células madre, los datos de este nuevo artículo son interesantes ya que brindan información sobre el vínculo entre el hierro y la edad en las células madre sanguíneas, afirmó Pekka Katajistobiólogo de células madre de la Universidad de Helsinki y del Instituto Karolinska que no participó en el estudio.
Sin embargo, los investigadores aún tienen un largo camino por recorrer antes de considerar la manipulación de los niveles de hierro en individuos sanos para renovar o rejuvenecer las células madre hematopoyéticas, añadió Katajisto. Por el momento, los científicos no saben cómo este enfoque podría dañar otros tejidos. Sin embargo, para enfermedades específicas que afectan al sistema hematopoyético, “tal vez este sea un camino interesante a seguir”, dijo Katajisto.
Referencias
- Kao, YR, et al. Un reóstato de hierro controla el destino de las células madre hematopoyéticas. Célula madre celular. 2024;31(3):378-397
- Kao, YR, et al. Estimulación independiente del receptor de trombopoyetina de células madre hematopoyéticas por eltrombopag. Ciencia Transl Med. 2018;10(458):eaas9563
- Ito, K y Suda, T. Requisitos metabólicos para el mantenimiento de células madre autorrenovables.. Nat Rev Mol Cell Biol. 2014;15(4):243-56