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(«lodgement») en
otros tejidos. Utilizando modelos de
hematopoyesis animal se ha establecido que
una sola HSC, “purificada” por los métodos
antes indicados, puede ser capaz de reiniciar
una hematopoyesis suprimida en un receptor
irradiado letalmente y mantenerla durante la
vida del animal.
Al momento de la división de una HSC, se
plantea para las células hijas resultantes la toma
de decisión entre generar progenitores que
mantengan el depósito (“pool”) de HSC
(autorrenovación) o de generar células
comprometidas ocurre una división simétrica y
de este modo se generan dos células hijas
idénticas que mantengan el depósito de HSC y
luego en algún momento de demanda de
células ocurren divisiones asimétricas que
originan células capaces de iniciar procesos de
compromiso y maduración. El tema de si las
divisiones de una HSC son simétricas,
asimétricas o con alternancia simetría/asimetría
está abierto y existe evidencia experimental de
apoyo a las diferentes opciones.
Un rol central en la determinación de destino
(autorrenovación vs diferenciación) de una
HSC, lo juega el microambiente (nicho) donde
esta célula se aloja. Este microambiente es una
citoarquitectura dinámica formada por diversas
citoquinas, factores de crecimiento, moléculas
de matriz extracelular altamente organizadas y
varios tipos de células estromales de la médula
ósea Estos nichos ofrecen a la HSC los factores
de sobrevida y de autorrenovación, ya sea por
contactos célula-célula, célula-matriz
extracelular o indirectos que implican la
producción y secreción de factores diversos.
En la decisión de una HSC hacia autorrenovación
o diferenciación, la participación del
microambiente como tal y en particular de
citoquinas, no ocurre a nivel de la decisión de
cuál camino seguir sino a nivel de favorecer la
sobrevida y la proliferación de las células que
se originan. Por otro lado, existen evidencias in
vitro que SLF, Flt3L, IL-3, IL-6 o trombopoyetina
pueden ser las señales exógenas que gatillen
en una HSC el inicio de un ciclo de
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autorrenovación durante dos o tres mitosis a
fin de mantener un número óptimo de HSC.
Por otro lado, los mecanismos asociados con
muerte celular programada (apoptosis), también
tienen un papel central en regular el destino y
muy especialmente el número de HSC en la
médula ósea. A nivel molecular, un aumento
en autorrenovación de HSC está asociado con
una sobreexpresión de HoxB4 y con inducción
de mecanismos de señalización, vía Wnt, Notch
o Sonic hedgehog.
Las interacciones entre la HSC y el
microambiente estromal de la médula ósea son
muy dinámicas y necesariamente implican
eventos adhesivos y des-adhesivos. La HSC
mientras está adherida, particularmente a
moléculas que forman la matriz extracelular,
expresa sus potencial de autorrenovación y/o
de diferenciación y se «mueve“ o migra por la
fina citoarquitectura del estroma. Una célula
diferenciada y madura “pierde” interés por
permanecer adherida y por el contrario “gana”
interés en migrar y acercarse al torrente
sanguíneo. Por lo tanto, asociado al proceso de
diferenciación ocurren procesos de migración
y modulación de la expresión de receptores o
ligandos adhesivos o bien de señales de des-
adhesión, que finalmente permitirán el egreso
de un célula madura desde el espacio estromal
hacia el lumen capilar y alcanzar así la
circulación.
Sin embargo, la HSC como tal puede migrar
desde la médula ósea e ingresar a la circulación
sin que medien decisiones de diferenciación.
Así ocurre durante el desarrollo de la
hematopoyesis (migración secuencial desde el
saco vitelino a la médula ósea del recién nacido)
y también ocurre en condiciones en las cuales
se altera el estado estable hematopoyético por
drogas mielosupresivas o por infusión de altas
dosis de citoquinas o factores de crecimiento.
En estos casos los niveles de HSC en sangre
aumentan en tiempos relativamente cortos (3-
6 días) desde valores mínimos (pre-
estimulación) hasta niveles muy elevados. Este
fenómeno se utiliza a diario en las clínicas de
trasplante para obtener HSC desde la sangre
periférica («peripheral blood stem cells») y ser
usadas en trasplantes de células troncales
hematopoyéticas (“trasplantes de médula
ósea”). La capacidad de las HSC de migrar por
el estroma, de hacer movimientos
transendoteliales y de circular en condiciones
fisiológicas parece ser un evento fisiológico
bastante frecuente, sin embargo, minimizado
por el corto tiempo de permanencia de las HSC
en la sangre. Esta última característica de las
HCS, explica la alta eficiencia del trasplante de
células troncales hematopoyéticas y también el
eventual alojamiento y residencia de una HSC
en un microambiente diferente al de la médula
ósea, desde donde esta célula troncal
“itinerante” pueden contribuir a la formación
de células y tejidos no hematopoyéticos
(¿plasticidad?).
4. CÉLULAS TRONCALES
MESENQUIMÁTICAS
La médula ósea contiene una segunda población
de células troncales denominadas células
troncales mesenquimáticas (MSC,
«mesenchymal stem cells»). La MSC, reconocida
originalmente como «fibroblasto» de estroma,
fue identificada como una célula con capacidad
de diferenciarse a células del tejido óseo.
Estudios posteriores demostraron que estas
células son multipotentes dado que pueden
diferenciarse a células correspondientes a
tejidos mesenquimáticos tales como hueso,
cartílago, tendón, músculo, tejido adiposo y
estroma hematopoyético. De este modo se ha
demostrado que, en el organismo adulto, las
MSC participan en la homeostasis celular de
tejidos mesenquimáticos y además en los
procesos de regeneración/reparación frente a
situaciones de daño. Las MSC no solo se
encuentran en el estroma de la médula ósea,
sino que también en sangre periférica, hígado
fetal y sangre de cordón umbilical.
En cultivo, las MSC crecen como células
adherentes, tienen una mor fología
fibroblastoide y requieren de suero fetal para
crecer. La capacidad de estas células de crecer
in vitro y de poder ser subcultivadas (expansión)
es muy alta y depende de factores tales como
la edad o condición de la médula ósea del
donante de la cual fueron. Las MSC, después
de moderados (≤ 5-7) ciclos de subcultivo
mantienen su cariotipo, actividad telomerasa y
potencial de diferenciación, sin embargo
después de ser exhaustivamente subcultivadas
muestran evidentes signos de senescencia,
apoptosis y una pérdida en la capacidad de
diferenciación. Las MSC no tienen un perfil
antigénico exclusivo y su caracterización se
realiza sobre la base de la expresión de un
conjunto de marcadores los cuales son
compartidos con otros tipos celulares (linajes
mesenquimáticos maduros, células endoteliales,
células epiteliales). Dentro de los marcadores
más representativos y utilizados se destaca la
expresión de los antígenos mesenquimáticos
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SH2, SH3, SH4, α-actina de músculo
esquelético (ASMA) y STRO-1, como también
la ausencia de marcadores hematopoyéticos
CD34, CD14 y CD45.
Al examinar la progresión de las MSC por el ciclo
celular, se ha encontrado que sobre el 90% de
estas células se encuentran en fase G0/G1 y solo
un (10%) en fases S+G2/M. Dentro de la
población en G0/G1, se ha determinado que
entre un 10-20% de las células se encuentran
en el estado de quiescencia o G0. Estas células
corresponden a progenitores mesenquimáticos
tempramos y no-comprometidos en
diferenciación a los diversos linajes
mesenquimáticos (¿“real” célula troncal
mesenquimática ?). Por otro lado, la mayoría de
las MSC que están en ciclo celular corresponden
a progenitores mesenquimáticos tardíos y que
han adquirido un compromiso de diferenciación
en alguno de los linajes (figura 2-1).
Figura 2-1. Jerarquía proliferativa y de diferenciación
de la célula troncal mesenquimática. En este esquema
de diferenciación los progenitores mesenquimáticos se
encuentran subdivididos en