Crean en el laboratorio un modelo realista de médula ósea a partir de células humanas

La médula ósea es el "motor" que mantiene nuestra sangre en funcionamiento. En su interior conviven células madre hematopoyéticas, células óseas, vasos sanguíneos, fibras nerviosas y diversos tipos de células inmunitarias. Pero esta organización no es homogénea: la médula se divide en distintos microambientes llamados nichos, cada uno con funciones específicas. Uno de los más relevantes, el nicho endostal, que se encuentra cerca de la superficie del hueso y está directamente implicado en la formación de la sangre. También se sabe que influye en la resistencia de ciertos cánceres hematológicos a las terapias.

Hasta ahora, los modelos de médula ósea utilizados en investigación, sobre todo los basados en ratones o en cultivos simplificados, no lograban reproducir esta complejidad. Sin embargo, científicos del Departamento de Biomedicina de la Universidad de Basilea y del Hospital Universitario de Basilea (Suiza) han dado un paso importante en este sentido, creando el primer modelo de médula ósea totalmente humano y con una complejidad comparable a la del tejido real.

El trabajo, publicado en la revista Cell Stem Cell, supone un salto cualitativo en la investigación de enfermedades hematológicas, y permitirá ensayar nuevos fármacos y avanzar hacia tratamientos adaptados a cada paciente.

Los investigadores replicaron en el laborario la "fábrica de sangre" del organismo a partir de la creación de una estructura tridimensional de unos ocho milímetros de diámetro y cuatro milímetros de grosor, un tamaño considerable que permitió mantener la formación de sangre durante varias semanas.. Para ello, emplearon hidroxiapatita, un componente natural de huesos y dientes. Sobre esta base sólida, introdujeron células madre pluripotentes humanas, obtenidas mediante técnicas de reprogramación celular. Estas células, al recibir determinadas señales químicas, pueden transformarse en prácticamente cualquier tipo celular.

Reducir la experimentación animal

Aunque muchos conocimientos sobre médula ósea proceden de estudios con ratones, las diferencias entre especies limitan la aplicación directa de los resultados. Con esta nueva plataforma, la dependencia de modelos animales podría reducirse de manera significativa

"Este sistema representa un puente entre los estudios básicos y la biología humana, que nos permite estudiar procesos complejos con un nivel de fidelidad que hasta ahora solo era posible en animales vivos", explica Iván Martin, profesor de la Universidad de Basilea y líder de la investigación.

Otro de los beneficios potenciales de este modelo es su uso en el desarrollo y evaluación de nuevos tratamientos para enfermedades del sistema sanguíneo. En un entorno con tantos tipos celulares interactuando entre sí, los investigadores pueden observar cómo afectan determinados compuestos a la producción de sangre, a la estructura del tejido o al comportamiento de células cancerosas.

De cara al futuro, no descartan una aplicación aún más ambiciosa: generar modelos de médula ósea individualizados a partir de células de cada paciente. Esto permitiría simular cómo respondería su organismo a distintas terapias antes de aplicarlas, una herramienta especialmente útil en leucemias y otros cánceres de sangre.

No obstante, el propio equipo reconoce una limitación: el tamaño actual del modelo es demasiado grande para ensayar decenas o cientos de compuestos en paralelo, como se hace en la industria farmacéutica. Por ello, el siguiente objetivo de los científicos será miniaturizarlo, manteniendo su complejidad, para poder realizar pruebas a mayor escala.

En definitiva, la creación de una médula ósea humana en el laboratorio es un logro que abre nuevas vías de investigación y que podría transformar, en los próximos años, tanto el desarrollo de fármacos como el abordaje de enfermedades hematológicas.