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CIENCIA. Cómo se forman la sangre y el sistema inmunológico en el desarrollo de la médula ósea

 

Células precursoras hematopoyéticas: promielocito en el centro, dos metamielocitos al lado y células de la banda de un aspirado de médula ósea. Fuente: Bobjgalindo / Wikipedia

Los investigadores han descubierto que en el espacio de unas pocas semanas, numerosos tipos de células sanguíneas e inmunes emergen de la médula ósea en desarrollo, incluidos los glóbulos blancos clave que protegen contra las bacterias.

El primer análisis exhaustivo de cómo se desarrollan la  y el sistema inmunológico en la  prenatal ha sido realizado por científicos de la Universidad de Newcastle, el Instituto Wellcome Sanger y colaboradores.

El estudio, publicado en Nature , es parte de la iniciativa Human Cell Atlas (HCA) para mapear cada tipo de célula en el  , para transformar nuestra comprensión de la salud, las infecciones y las enfermedades. Será una referencia importante para comprender cómo se desarrollan la sangre y el sistema inmunológico en la  ósea, y cómo esto puede fallar en trastornos como la leucemia, con importantes implicaciones para los diagnósticos y tratamientos.

Un estudio anterior de HCA describió cómo la sangre humana y el sistema inmunológico comienzan a desarrollarse en el saco vitelino y el hígado, un proceso conocido como hematopoyesis. Pero hasta ahora, se desconocía cómo continuaba la hematopoyesis en la médula ósea, que produce sangre y  inmunes por el resto de la vida del individuo.

Aunque la sangre humana y el sistema inmunológico generalmente nos protegen de infecciones y enfermedades, el sistema puede fallar y provocar deficiencias inmunológicas y cánceres como la leucemia, un cáncer que afecta a los glóbulos blancos.

Protección contra bacterias

En este estudio, investigadores del Instituto Wellcome Sanger, la Universidad de Newcastle, la Universidad de Cambridge y la Universidad de Oxford, utilizaron tecnología de ARN unicelular para analizar muestras de tejido de médula ósea en desarrollo, con el fin de identificar los tipos de células presentes y qué genes expresaban esas células.

El equipo observó la rápida diversificación de la sangre y las células inmunitarias en tipos especializados, incluidos los glóbulos blancos llamados neutrófilos que protegen contra las bacterias. 

Esta diversificación se produjo entre seis y siete semanas al principio del segundo trimestre del embarazo. En comparación con el hígado fetal, había una gran cantidad de tipos de células linfoides B, que son necesarias tanto para ayudar a combatir la infección como para montar una respuesta eficaz a las vacunas.

La Dra. Laura Jardine, primera autora del artículo de la Universidad de Newcastle, dijo: "Por primera vez, pudimos identificar toda la sangre y las células inmunitarias en la médula ósea en desarrollo. Esto incluso nos permitió ver las células del estroma: el entorno en el que se desarrollan las células inmunitarias, que nunca antes se había caracterizado en detalle. Este atlas será un gran recurso para los investigadores ".

El profesor Muzlifah Haniffa, autor principal del artículo del Instituto Wellcome Sanger y la Universidad de Newcastle, dijo: "Por mucho que hayamos pensado que entendíamos el sistema inmunológico, en realidad es mucho más complejo de lo que nos habíamos imaginado. Datos como este proporcionan la resolución necesaria para comprender adecuadamente lo que está sucediendo a nivel molecular durante el desarrollo".

Los investigadores también estudiaron la médula ósea del síndrome de Down, identificando diferencias notables en la expresión genética que pueden ayudar a aclarar por qué las personas con síndrome de Down son más propensas a desarrollar trastornos inmunitarios y leucemia.

La profesora Irene Roberts, autora principal del artículo de la Unidad de Hematología Molecular MRC de la Universidad de Oxford, dijo: "Sabemos que los niños con síndrome de Down tienen un mayor riesgo de desarrollar leucemia, pero no sabemos por qué. Este estudio caracteriza algunas de las diferencias en  en su médula ósea, lo que nos permitirá comenzar a averiguar si estas diferencias son significativas y de qué manera. Esperamos que esto ayude a los investigadores a desarrollar mejores formas de tratar, o incluso prevenir, la leucemia en estos niños."

Esta investigación es parte del Atlas de células de desarrollo humano (HDCA), que está creando un atlas de todas las células que son importantes para el desarrollo humano saludable. Clave para comprender lo que sucede en el desarrollo temprano y cómo esto puede afectar la salud o conducir a una enfermedad, es probable que el HDCA conduzca a transformaciones en la atención médica.

La Dra. Sarah Teichmann, autora principal del estudio del Wellcome Sanger Institute y copresidenta del Comité Organizador de Human Cell Atlas, dijo: "Este primer mapa detallado del desarrollo de la médula ósea es otra contribución importante a la iniciativa internacional Human Cell Atlas , que tiene como objetivo crear un "mapa de Google" humano disponible abiertamente del cuerpo para comprender la salud y la enfermedad. Está ayudando a transformar nuestra comprensión de cómo  desarrolla el  humano en la vida temprana y es probable que conduzca a nuevas formas de diagnóstico y el tratamiento de pacientes con enfermedades inmunológicas, incluido el potencial de la medicina regenerativa".

Más información: Laura Jardine et al, Blood and immune development in human fetal bone marrow and Down syndrome, Nature (2021). DOI: 10.1038/s41586-021-03929-x

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