Mecanismos de especificación y autorrenovación de células madre hematopoyéticas

Durante la vida de un individuo, las células productoras de sangre en la médula ósea llamadas células madre hematopoyéticas (HSC) suministran todos los glóbulos rojos y blancos necesarios para sustentar la vida. Estas células madre sanguíneas son únicas porque pueden hacer una copia idéntica de sí mismas (autorenovarse). Los trastornos del sistema sanguíneo pueden ser terminales, pero dichas enfermedades pueden curarse cuando los pacientes reciben tratamiento con un trasplante de médula ósea. Desafortunadamente, la médula ósea escasea debido a la disponibilidad limitada de donantes y aún no es posible expandir las HSC fuera del cuerpo humano; Las HSC que se eliminan de su entorno nativo o nicho pierden rápidamente su capacidad de autorrenovarse y, por lo tanto, no pueden mantener la hematopoyesis en un receptor de trasplante. Además, los intentos de producir células madre sanguíneas a partir de células madre embrionarias (ESC) tampoco han tenido éxito hasta la fecha porque estas "HSC hechas a medida" también tienen defectos en la autorrenovación. Estos problemas sugieren que nuestra comprensión de la biología de las HSC no es suficiente para fomentar su mantenimiento o generación. Para abordar esta cuestión, proponemos estudiar las células madre hematopoyéticas en el contexto del desarrollo de los mamíferos; todo el complemento de HSC de una persona se produce en un período de tiempo muy corto durante el primer trimestre del embarazo. Al aumentar nuestra comprensión de cómo se producen las HSC y cómo se autorrenovan in vivo, esperamos desarrollar mejores métodos para generar HSC in vitro y aprender a proporcionar las señales que faltan para convencerlas de que se conviertan en células madre hematopoyéticas completamente funcionales y autorrenovables. Específicamente, planeamos investigar cómo se mantiene a nivel molecular la decisión de destino que delimita las células sanguíneas de su precursor embrionario, llamada especificación. En segundo lugar, estamos interesados ​​en saber de qué tipo de célula descienden las HSC humanas para comprender qué precursor buscar al intentar diferenciar las ESC en células madre sanguíneas. Finalmente, planeamos aplicar análisis moleculares a la propiedad de autorrenovación observando poblaciones celulares que cubren un espectro con respecto a la autorrenovación: HSC, HSC cultivadas (no autorrenovables), precursores de HSC (no autorrenovables). y ESC diferenciados de HSC no autorrenovables. Estas comparaciones ayudarán a definir la regulación molecular de la autorrenovación y colocar a los progenitores derivados de ESC en el espectro de la autorrenovación. A través de estos estudios, esperamos comprender mejor las células madre sanguíneas tal como se fabrican y mantienen durante el desarrollo humano con el objetivo final de brindar un acceso más amplio a las terapias basadas en células madre.