Células madre cultivadas en el espacio: una nueva frontera en la medicina regenerativa

¿Qué nos puede enseñar la microgravedad sobre el crecimiento de las células madre? Esto es lo que un estudio reciente publicado en NPJ Microgravity espera abordar, las propiedades de crecimiento de las células madre, específicamente la regeneración, la diferenciación y la proliferación celular en microgravedad y si las células madre pueden mantener estas propiedades después de regresar a la Tierra. Este estudio tiene el potencial de ayudar a los investigadores a comprender mejor cómo el crecimiento de células madre en microgravedad puede trasladarse a aplicaciones médicas, incluido el crecimiento de tejidos para el modelado de enfermedades.

Diagrama esquemático que muestra diferentes tipos de células madre cultivadas en microgravedad (µG) en la Estación Espacial Internacional (ISS) y su regreso a la Tierra (1 G) para posibles aplicaciones clínicas.

Las células madre adultas que se encuentran en la médula ósea y el tejido adiposo (grasa) no se dividen ni se diferencian en células especializadas. Como resultado, la cantidad de células madre adultas en un paciente es limitada. Para obtener suficientes células madre para la investigación clínica o el uso en pacientes, las células deben multiplicarse y expandirse. Es un proceso costoso y que requiere mucho tiempo, con resultados inconsistentes.

A través de investigaciones en la Estación Espacial Internacional, los científicos adquirieron nuevos conocimientos sobre cómo las células se multiplican, funcionan y se transforman en células especializadas. Es importante destacar que también descubrieron que la microgravedad promueve un mejor crecimiento y funcionamiento de las células en comparación con las cultivadas en un entorno de laboratorio en la Tierra.

"El entorno espacial ofrece una ventaja para el crecimiento de células madre al proporcionar un estado tridimensional más natural para su expansión, que se asemeja mucho al crecimiento de las células en el cuerpo humano. Esto es en comparación con el entorno de cultivo bidimensional disponible en la Tierra, que es menos probable que imite el tejido humano", dice el Dr. Zubair.

"El objetivo de casi todos los vuelos espaciales en los que se estudian células madre es mejorar el crecimiento de grandes cantidades de células madre seguras y de alta calidad para uso clínico con una diferenciación celular mínima", dijo el Dr. Abba Zubair, MD , quien es miembro del cuerpo docente de Mayo Clinic y coautor del estudio. "Nuestra esperanza es estudiar estas células cultivadas en el espacio para mejorar el tratamiento de enfermedades relacionadas con la edad, como el accidente cerebrovascular, la demencia, las enfermedades neurodegenerativas y el cáncer".

Para el estudio, los investigadores examinaron investigaciones anteriores en las que se enviaron cultivos de células madre a la Estación Espacial Internacional (ISS) para que los astronautas a bordo evaluaran los patrones de crecimiento y el comportamiento de las células madre en condiciones de microgravedad. El Dr. Zunair ha enviado células madre a la ISS en tres ocasiones y los diversos tipos de células madre examinadas en la ISS en investigaciones anteriores incluyen células madre mesenquimales, células madre hematopoyéticas, células madre progenitoras cardiovasculares y células madre neuronales.

Los investigadores enfatizaron varios obstáculos relacionados con la investigación con células madre en el espacio que deben superarse para poder trasladar este trabajo a aplicaciones médicas en el mundo real, incluyendo cómo reaccionarían las células madre después de regresar a la Tierra y el posible daño a largo plazo de la radiación espacial. "La investigación espacial realizada hasta ahora es sólo un punto de partida", afirmó el Dr. Zubair. "Es posible tener una perspectiva más amplia sobre las aplicaciones de las células madre a medida que la investigación continúa explorando el uso del espacio para avanzar en la medicina regenerativa".

Descubrimientos a partir de células madre cultivadas en el espacio

Una revisión exhaustiva de artículos de la Clínica Mayo y otros centros de salud académicos muestra que la investigación espacial tiene aplicaciones que van mucho más allá del laboratorio. Varias líneas de células madre cultivadas en condiciones de ingravidez han demostrado potencial clínico:

• Las células madre mesenquimales son células madre adultas que secretan factores de crecimiento. El equipo del Dr. Zubair ha documentado que las células madre mesenquimales expandidas en microgravedad tienen mayores capacidades inmunosupresoras que las cultivadas en la Tierra.

  
  

• Las células madre hematopoyéticas tienen la capacidad de regenerar la sangre para combatir infecciones, detener hemorragias y transportar oxígeno. Las células madre hematopoyéticas cultivadas a bordo de la Estación Espacial Internacional han demostrado la capacidad de expandirse y diferenciarse en glóbulos rojos o blancos que algún día podrían utilizarse para tratar a pacientes con cáncer de la sangre.

  
  

• Las células progenitoras cardiovasculares proporcionan los elementos básicos para los vasos sanguíneos y el músculo cardíaco. Desempeñan un papel crucial en la reparación muscular. El cultivo de células progenitoras cardiovasculares en el espacio podría algún día proporcionar nuevas opciones para reparar el tejido dañado por un ataque cardíaco.

  
  

• Las células madre neuronales se encuentran en el sistema nervioso central y desempeñan un papel fundamental en el desarrollo, el mantenimiento y la reparación del cerebro. Las células neuronales se expandieron en un entorno sin gravedad y mantuvieron sus capacidades regenerativas en la Tierra. Los investigadores están estudiando si las células neuronales cultivadas en el espacio podrían ofrecer una terapia de reemplazo para las enfermedades del sistema nervioso central.

Tomado de: EurekAlert!

Fuente: NPJ Microgravity