Mecanismos de decisiones sobre el destino de las células madre

Las células madre pueden madurar hasta convertirse en una amplia gama de tipos de células especializadas, lo que ofrece interesantes posibilidades para la regeneración de diferentes tipos de tejidos. Es posible que muchos trastornos puedan tratarse mediante el trasplante de células madre para reemplazar las células defectuosas. Sin embargo, varios trastornos afectan a un tipo de célula específico, mientras que otras células y tejidos del mismo paciente funcionan normalmente. Ejemplos de casos específicos de este tipo de células son la enfermedad de Parkinson, la diabetes y la anemia. Un desafío fundamental en el uso de células madre para tratar enfermedades es poder dirigir su maduración hacia el tipo de célula específico necesario. La maduración en el tipo de célula incorrecto puede causar problemas debido al crecimiento descontrolado o al rechazo inmunológico. Por ejemplo, un trasplante de células madre sanguíneas destinado a tratar la anemia sería óptimamente eficiente y seguro si las células trasplantadas pudieran dirigirse para generar glóbulos rojos sin producir también células T. Otra limitación importante de la terapia de trasplante es la escasez de células para uso clínico. Esto también podría aliviarse mediante la generación eficiente del tipo de célula deseado.

Esta propuesta investiga la regulación de la maduración de las células madre en tipos de células funcionales específicos. Estamos utilizando el desarrollo de células sanguíneas como sistema modelo. Los trasplantes de médula ósea, que contienen células madre sanguíneas, se han utilizado clínicamente durante muchos años y se encuentran entre las pocas terapias basadas en células que se realizan de forma rutinaria. La experiencia acumulada de años de uso clínico junto con décadas de investigación sobre la maduración de las células madre sanguíneas hacen de este un sistema modelo sólido para comprender tanto la biología básica de las células madre como sus aplicaciones clínicas.

Los muchos años de investigación sobre la maduración de las células sanguíneas han permitido generar una hoja de ruta básica, completa con intersecciones que indican una elección en la vía de maduración. A medida que las células madre maduran, se toman decisiones a lo largo del camino para convertirse, por ejemplo, en una célula T o un glóbulo rojo. Los científicos han identificado señales en estas intersecciones que ayudan a marcar algunas de las opciones. Estas señales son útiles como herramientas de diagnóstico para determinar dónde falló la maduración celular y como objetivos para los fármacos cuando se intenta promover una opción sobre otra. Actualmente, no sabemos cuándo y cómo se toman estas decisiones en condiciones normales y qué sale mal en diversos trastornos. Por lo tanto, nuestra capacidad para dirigir o redirigir el destino de las células tras un trasplante o en el cáncer está ausente o es ineficaz. El objetivo de esta propuesta es definir mejor las intersecciones y señales en el desarrollo de las células sanguíneas. Generaremos nuevas herramientas y métodos para estudiar la maduración de las células madre e intentaremos identificar etapas y objetivos de maduración que serán útiles para diagnosticar y tratar trastornos relacionados con la sangre y aumentar la eficiencia y seguridad del trasplante de células madre.