Investigadores en células madre de UCLA han encontrado por primera vez una plasticidad sorprendente e inesperada en el endotelio embrionario, el lugar donde las células madre de la sangre son producidas a principios del desarrollo.
Los científicos encontraron que la falta de un factor de transcripción, un tipo de gen que controla el destino de la célula regulando otros genes, permite a los precursores que normalmente generan células madre de la sangre y células progenitoras en los tejidos que forman la sangre que se conviertan en algo inesperado, en cardiomiocitos o células del músculo cardiaco.
El hallazgo es importante porque sugiere que el endotelio puede servir como fuente de células del músculo cardiaco. Esto puede proveer una nueva comprensión sobre cómo producir células madre cardiacas para el uso en medicina regenerativa, dijo el autor principal del estudio.
Para los autores esto era absolutamente increíble. Los hallazgos iban más allá de cualquier cosa que ellos podían imaginar. El microambiente en la vasculatura embrionaria que normalmente da lugar a células de la sangre puede generar células cardiacas cuando sólo un factor, Scl, es eliminado, convirtiendo esencialmente un órgano hematopoyético en un órgano cardiogénico.
El estudio de dos años fue publicado en la revista Cell.
Los hallazgos fueron tan sorprendentes, que el equipo no quiso creer en los resultados hasta que todos los ensayos subsecuentes probaron que los datos eran verdaderos, dijo un coautor del estudio.
Para estar seguros de que no habían cambiado las muestras de los tejidos que forman la sangre y las del corazón, los científicos volvieron a repetir los experimentos y obtuvieron repetidamente los mismos resultados. Resultó que el factor Scl actúa como un conductor de la orquesta, diciéndoles a los otros genes del endotelio quién debe estar tocando y quién no debe tocar.
El equipo utilizó tecnología de microarrays para determinar qué genes estaban “tocando” en el endotelio embrionario para generar células madre de la sangre y células progenitoras y encontró que en ausencia de Scl, los genes requeridos para producir cardiomiocitos estaban activados, dijo el coautor del estudio Ben Van Handel.
La única diferencia fue que Scl no se encontraba en el proceso que resultó en el cambio de destino entre las células de la sangre y las del corazón.
Se conocía que Scl tiene un rol como regulador primario del desarrollo de las células de la sangre y cuando los investigadores lo eliminaron de la ecuación, no se produjeron células de la sangre. El que la eliminación de Scl resultara en cardiomiocitos completamente funcionales no tiene precedentes.
El equipo utilizó el saco vitelino, el primer tejido donde se producen las células de la sangre, de embriones que no tenían el factor Scl y en menos de cuatro horas de ponerlo en cápsulas de cultivo, el tejido había generado cardiomiocitos funcionales. El equipo también encontró un potencial similar de cardiomiocitos en embriones deficientes de Scl en el endocardio que cubre las cámaras del corazón. Ellos también buscaron señales genéticas que sugirieran que esos precursores endoteliales puedan potencialmente producir también otros tejidos relacionados como músculo esquelético, hueso o riñón, pero no encontraron evidencia de tal plasticidad. El destino por defecto del endotelio era producir cardiomiocitos en ausencia de Scl.
Los resultados también pueden tener implicaciones en la reprogramación celular, que generalmente tiene que ver con añadir factores para inducir el cambio de destino de la célula, un proceso que puede ser problemático. Podría ser más seguro suprimir un factor como el Scl para hacer que las células tengan como destino la producción de cardiomiocitos.
Este estudio abre nuevas formas para pensar en lo que puede ser una fuente potencial de células madre cardiacas. Ahora los investigadores tienen una mejor comprensión sobre cómo las células progenitoras cardiacas pueden producirse, y esto un día les puede llevar a una manera de tratar ataques al corazón creando nuevo músculo para reemplazar al dañado.
Mirando hacia adelante el equipo plantea investigar el potencial de desarrollo y regenerativo de las células progenitoras cardiacas derivadas del endotelio, y definir mecanismos por los cuales el Scl puede al mismo tiempo activar un destino mientras suprime otro.
Los resultados requieren que otros estudios examinen el potencial cardiogénico de la vasculatura.
“Estos resultados llaman a futuros estudios para que examinen la posibilidad de aprovechar el potencial cardiogénico funcional en la vasculatura para su uso en medicina regenerativa, e investigar si existe una plasticidad en el desarrollo similar en las decisiones del destino de otras células principales del embrión en desarrollo”, establece el estudio.
