Las moléculas de glucosa son rastreadores de células madre

El hallazgo, que se ha producido en células madre producidas como parte de terapias experimentales para la esclerosis múltiple y otras enfermedades neurodegenerativas, ha sido bastante sorprendente, dicen los autores.
Jeff Bulte, catedrático del Instituto de Ingeniería Celular de la Universidad Johns Hopkins, ha recordado que «hay todo un campo científico dedicado al etiquetado químico y genético; sin él, no es posible ver a dónde se desplazan células terapéuticas (modificadas en el laboratorio para actuar como medicamentos) y si llegan a la parte del organismo que van a reparar».

Si esta observación pudiera confirmarse en estudios posteriores, Bulte considera que habrá una nueva línea de investigación válida para enfermedades del cerebro, uno de los órganos en los que resulta más difícil observar el funcionamiento de los medicamentos. La barrera hematoencefálica, que protege el cerebro de sustancias extrañas, supone también una dificultad cuando los investigadores quieren conocer mejor el funcionamiento de las terapias en este órgano.

Para Bulte y otros expertos en este campo, marcar las células terapéuticas es un procedimiento caro y complejo, que exige amplios estudios de seguridad y obliga a los equipos de investigación a concentrar gran parte de sus esfuerzos en nuevos modos para rastrearlas. Lograrlo supondría un avance sustancial en la investigación de enfermedades como la esclerosis múltiple y otras condiciones neurodegenerativas.

Los científicos han empleado durante mucho tiempo un tipo de células madre, llamadas estromales mesenquimales, que se encuentran en la médula espinal y pueden transformarse en muchos tipos de célula diferentes, y tienen el efecto de reducir la inflamación.

«Siga a esa molécula de azúcar»

Ahora, en un artículo publicado por Bulte y sus colaboradores en la revista Nature Biomedical Engineering, se ha observado que estas células tienen altas concentraciones de un tipo de azúcar simple llamado manosa (similar a la glucosa). La manosa puede detectarse con facilidad con una prueba de imagen estándar basada en la resonancia magnética.

A partir de esta idea, el equipo tuvo la idea de usar la manosa como rastreador, tras la publicación de otro trabajo en Nature Communications, en el que mostraron que ciertas células tumorales pierden moléculas de azúcar que pueden verse en las resonancias.

Yue Yuan, del equipo de Bulte, vio que las células madre son ricas en manosa (tres veces más que las células normales). Como las células de los mamíferos no suelen tener ese contenido tan elevado en azúcares, pensaron que inyectar células madre que son ricas en azúcar de forma natural sería un método razonablemente fácil de emplear para seguirlas en el tejido del cerebro.

Para completar el estudio, inyectaron cuatro tipos de células humanas en los cerebros de ratones de laboratorio, incluyendo células madre mesenquimales. Usaron 300.000 células de cada categoría. Después, emplearon imágenes obtenidas por resonancia magnética para ver dónde localizaban cada una de ellas en un periodo de dos semanas.
Así, vieron que la señal de las células madre mesenquimales era un 60% más potente que la de las otras tres clases, y se observaba con facilidad en las imágenes hasta 15 días después de la inyección. También consideran «muy interesante» que solamente las células vivas aparezcan en las resonancias magnéticas, lo que ofrece una oportunidad para emplear esta técnica en la evaluación de la supervivencia de células trasplantadas.

El equipo ya está diseñando estudios adicionales para determinar si las moléculas de azúcar pueden emplearse para diferenciar entre células madre y células de otro tipo. «Es extraordinario ver, tres décadas después de haber empezado a investigar en el campo de las etiquetas celulares, que estas células madre mesenquimales del cerebro no necesitan etiqueta alguna después de todo, y que puede haber métodos mejores y más fáciles para rastrearlas en el cerebro», reflexiona Bulte.