Hallan un nuevo mecanismo de las células madre en el intestino

Estas, explican Bernat Corominas-Murtra, de la Universidad de Graz, y Edouard Hannezo, del Instituto de Ciencia y Tecnología de Austria (ISTA), son un tipo de célula especial que puede autorrenovarse al dividirse y diferenciarse para dar lugar a cualquier otro tipo de células para renovar sus órganos. Sin embargo, los científicos aún no saben exactamente cómo toman estas decisiones, o qué define a una célula madre.

Corominas-Murtra y Hannezo trabajaron junto con un grupo internacional de investigadores para estudiar las células madre en el epitelio intestinal.

El epitelio intestinal es solo una capa de células gruesas y en constante renovación. Las vellosidades que parecen pequeños tentáculos que cubren el interior de los intestinos delgado y grueso están por todas partes. Entre las vellosidades, hay pequeños bolsillos en el tejido llamados criptas intestinales.

«En el fondo de las criptas, las células madre del epitelio se dividen constantemente. Algunas de las células resultantes quedan como células madre en la cripta y otras son empujadas hacia la punta de las vellosidades circundantes», explica Corominas-Murtra. «Allí se diferencian en tipos de células funcionales que permiten la función intestinal y que se desechan al cabo de unos días».

Mientras estudiaban estas células madre en los intestinos delgado y grueso, los científicos quedaron inicialmente perplejos. «Lo que solemos pensar de las células madre es que ser una célula madre está determinado por las propiedades bioquímicas intrínsecas de una célula, algo así como un marcador bioquímico que podemos identificar», continúa Corominas-Murtra.

Pero, indica, «encontramos que entre las células que tenían este marcador tradicional de células madre, muchas de ellas nunca funcionaron realmente como células madre, sino que son expulsadas de las criptas para ser descartadas, sin contribuir en absoluto a la renovación a largo plazo del intestino. También vimos que, si bien los marcadores clásicos predijeron aproximadamente la misma cantidad de células madre tanto en el intestino delgado como en el grueso, había aproximadamente el doble de ellas trabajando como células madre en el intestino delgado que en el intestino grueso».

Es decir, continúa, «descubrimos que, dependiendo de su ubicación, estas células se comportan como una célula madre o no. Las células en el epitelio no solo son empujadas hacia afuera de la cripta por las divisiones celulares debajo de ellas, como en una cinta transportadora, sino que hay otro tipo de movimiento involucrado», explica Corominas-Murtra.

Los científicos descubrieron que las células en la capa de epitelio también se mueven activamente en direcciones aleatorias, de un lado a otro a lo largo de la cinta transportadora, por así decirlo. De esta manera, las células que ya fueron empujadas a lo largo de la cinta transportadora por un momento pueden terminar de nuevo en la base de la cripta y actuar allí nuevamente como células madre para dividir y reponer el epitelio.

Hannezo destaca las posibles implicaciones de estos hallazgos: «Estos movimientos constituyen un nuevo mecanismo ambiental que determina qué células llegan a actuar funcionalmente como células madre. En el intestino delgado, la señal molecular que regula los movimientos es más fuerte que en el intestino grueso, por lo que las células pueden regresar con mayor frecuencia a la cripta. Esto explica por qué hay más células madre en funcionamiento en el intestino delgado que en los grandes. Esto podría tener implicaciones importantes para nuestra comprensión de lo que realmente es una célula madre y cómo usarla en aplicaciones médicas».

Esta perspectiva se basa en investigaciones previas de Corominas-Murtra y Hannezo en ISTA y el trabajo del grupo Van Rheenen.

Con formación en física, Corominas-Murtra y Hannezo crearon un modelo matemático avanzado de la capa de epitelio intestinal que incluía el movimiento de las células desde y hacia la cripta. Usando dicho modelo, pudieron predecir la cantidad de células madre que realmente funcionan en los intestinos delgado y grueso.

Otros grupos de investigación de toda Europa diseñaron experimentos utilizando los últimos métodos en microscopía y genética para probar las predicciones y encontraron que eran precisas. Incluso trataron de inhibir la señal química en las criptas y vieron que esto reducía la cantidad de células madre en funcionamiento como se predijo.