Ratones Moo-ve Aside: exploración de modelos de vacas en investigación

Furante décadas, los ratones han sido un modelo animal básico para los investigadores, pero los modelos animales no tradicionales están ahora en su apogeo. Gerlinde Van de Wallevirólogo veterinario de la Universidad de Cornell, estudia las células estromales mesenquimales (MSC) de animales grandes como caballos y las vacas, que actualmente se utilizan para tratar lesiones ortopédicas y se ha demostrado que tienen propiedades regenerativas.¹

“Como veterinario, siempre me ha interesado mucho estudiar las enfermedades que ocurren naturalmente en nuestra especie veterinaria y utilizarlo como un salto traslacional a la investigación en humanos”, comentó Van de Walle.

Ella y su equipo se propusieron caracterizar el MSC bovino para determinar el grado de similitudes entre las vacas y los humanos. Su recomendacionespublicado en iCienciademostraron que las MSC humanas comparten una amplia superposición genética con sus homólogos bovinos, más que con los ratones.² Comprender las MSC bovinas podría mejorar los enfoques terapéuticos y posicionar a las vacas como modelos valiosos en la medicina regenerativa.

Pocos estudios han examinado las características comparativas de las MSC bovinas, enfatizando la necesidad de una identificación y clasificación sólidas para avanzar en la investigación de las MSC. Para cerrar esta brecha, Van de Walle y su equipo recolectaron muestras de tres fuentes dentro de una sola vaca lechera: sangre periférica (PB), médula ósea (BM) y tejido adiposo (AT).

La microscopía reveló que las células se diferenciaban en adipocitos, condrocitos y osteocitos; estos datos coincidían con los hallazgos en humanos. Luego, el equipo utilizó imágenes inmunofluorescentes con tres marcadores de grupo de diferenciación (CD) de MSC positivos: CD73, CD44 y CD29. Las células de las tres fuentes de tejido expresaron estos tres marcadores.

El equipo de Van de Walle profundizó en la heterogeneidad de las MSC, que está relacionada con resultados variables del tratamiento, y evaluó patrones compartidos y específicos de cada tejido. Utilizaron secuenciación de ARN unicelular (scRNA-seq) y verificaron los resultados con una reacción en cadena de la polimerasa cuantitativa.

Tanto el gen marcador de MSC como los patrones de expresión de proteínas fueron muy similares entre PB-, BM- y AT-MSC. Sin embargo, observaron heterogeneidad en las MSC con genes específicos de tejido regulados positivamente y distintas vías de señalización intercelular entre las tres fuentes. Con estas características en mente, Van de Walle comparó las MSC bovinas con las MSC humanas y murinas.

Los investigadores se basaron en una base de datos en línea de conjuntos de datos scRNA-seq de BM-MSC humanos y murinos para comparar. Cuando Van de Walle examinó los perfiles transcriptómicos, observó que BM-MSC compartía 1.127 perfiles de expresión de genes de células madre funcionalmente relevantes con BM-MSC humana, mientras que BM-MSC murina y humana compartían 24 transcripciones de genes.

“[The results] “Fueron realmente emocionantes porque juega a nuestro favor en la promoción del valor de los modelos animales no tradicionales y la investigación en humanos”, afirmó Van de Walle.

“Una ventaja de las especies veterinarias es que las vacas son consanguíneas como los humanos, mientras que los ratones son muy endogámicos”, añadió Van de Walle. “Al tener estos antecedentes más diversos, nuestros organismos modelo no tradicionales son más representativos de la heterogeneidad que existe en la población humana”.

Javiera Bahamonde Azcuycientífica biomédica y veterinaria de la Universidad Austral de Chile que no participó en este estudio, señaló su entusiasmo por la solidez de la gran colección de información del estudio a nivel de una sola célula.

Sin embargo, tanto Van de Walle como Bahamonde-Azcuy reconocieron la principal advertencia del estudio: utilizar un único animal donante. “El uso de la transcriptómica es muy novedoso, pero antes de sacar conclusiones sobre las diferencias entre especies, me gustaría ver repetidos estudios que comparen más individuos de una misma especie”, enfatizó Bahamonde-Azcuy.

Van de Walle y su equipo esperan que esta riqueza preliminar de datos transcriptómicos sirva de base para futuros análisis comparativos a medida que continúan estudiando otras células madre bovinas y su potencial de tratamiento.

Referencias

1. Harman RM, et al. La secuenciación de ARN unicelular de células estromales mesenquimales equinas de fuentes de tejido compatibles con donantes primarios revela heterogeneidad funcional en la modulación inmune y la motilidad celular. Tratamiento de células madre. 2020;11(1):524.
2. Danev N, et al. El análisis transcriptómico comparativo de células estromales mesenquimales bovinas revela diferencias específicas de especie y de origen de tejido. iCiencia. 2024;27(2):108886.