Un equipo de investigadores de la Facultad de Medicina de la Universidad de Tufts, desarrolló un método para cultivar y mantener células madre olfativas en laboratorio, que se utilizarán para restaurar el tejido de la nariz. El descubrimiento aumenta la esperanza de que se puedan desarrollar futuras terapias para restablecer el sentido del olfato en las personas que lo han perdido por causa de una lesión o degeneración.
Los nervios que confieren el sentido del olfato son únicos en comparación con el resto del sistema nervioso, ya que pueden desencadenar una respuesta regenerativa robusta y casi completa después de una lesión.
Las células madre, llamadas células basales horizontales (HBC, del inglés Horizontal Basal Cells), podrían repoblar todos los tipos de células del epitelio olfativo (OE), incluidas las neuronas sensoriales, cuando son trasplantadas en tejido lesionado.
El tejido de OE contiene dos tipos de células madre: células basales globosas (GBC) y HBC. Las GBC se han cultivado con éxito y parecen tener un papel principal en la repoblación de células que se han perdido debido a la rotación de rutina (recambio celular normal). Sin embargo, las HBC permanecen inactivas y no se activan hasta que se produce una lesión.
Desafortunadamente, los estudios sobre estas células se han visto limitados por el hecho de que no han sido capaces de multiplicarlas y mantenerlas en cultivo.
Los resultados de este nuevo método fueron publicados hoy en la revista Stem Cell Reports, este avance allana el camino para futuras investigaciones sobre terapias de trasplante de células madre, o enfoques farmacológicos capaces de estimular a las células madre en la nariz para regenerar el tejido.
En el estudio, los investigadores determinaron las condiciones óptimas para multiplicar y mantener células madre sanas de HBC en el cultivo.
“Una vez que determinamos que podíamos cultivar HBC en el laboratorio y que expresaban los mismos marcadores moleculares de identificación encontrados in vivo, tratamos de confirmar si funcionarían tan bien como los HBC in vivo, ¿pueden regenerar el tejido lesionado? ¡Y lo hicieron!”, dijo James Schwob, autor del estudio y profesor de Biología Química y Molecular del Desarrollo de la Facultad de Medicina de la Universidad de Tufts.
Schwob y su equipo descubrieron que los HBC cultivadas en el laboratorio eran capaces de rellenar los sitios donde se había sufrido una lesiones olfativa, generando múltiples tipos de células, incluidas las células basales y neuronas sensoriales olfativas.
“Las HBC en el cultivo permanecieron inactivos, más o menos como lo hacen in vivo, pero pudimos activarlas para iniciar el proceso de diferenciación hacia las variadas células epiteliales olfativas, justo antes de ser trasplantadas en el tejido lesionado”, señaló Jesse Peterson, primer autor del estudio y actualmente integrante posdoctoral en el Laboratorio de Biología Molecular. Peterson realizó el estudio como parte de su tesis doctoral en la Escuela de Graduados en Ciencias Biomédicas de Sackler, en la Universidad de Tufts, y fue asesorado por Schwob.
El desencadenante utilizado fue el ácido retinoico, que tiene el efecto de disminuir los niveles de la proteína P63 en las células, lo que lleva a la activación de las células madre. P63 funciona como un “interruptor de control maestro” y se sabe que sus niveles disminuyen durante una lesión, haciendo que las HBC pasen de su estado latente hacia la activación en estudios in vivo.
Una comprensión más completa del papel de P63 se ha visto obstaculizada por el lento ritmo de los estudios in vivo. Pero ahora, que han logrado mantener las HBC en cultivos en el laboratorio, los mecanismos de activación se pueden examinar más de cerca.
“Ahora que podemos crear una reserva de células madre inactivas, vemos esto como una herramienta útil para explorar formas de guiar la diferenciación celular hacia tipos de células específicos, y desarrollar nuevas terapias con células madre para la regeneración tisular y sensorial, utilizando las propias células madre del paciente, para su cultivo y posterior trasplante, o para intervenciones farmacológicas dirigidas a la activación de las células madre latentes del paciente dentro de la nariz”, destacó Schwob.