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Un atlas biomolecular de la médula ósea ofrece una visión única del proceso de hematopoyesis
Último revisado: 02.07.2025
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Investigadores del Hospital Infantil de Filadelfia (CHOP) y la Facultad de Medicina Perelman de la Universidad de Pensilvania han creado un nuevo y eficaz atlas de médula ósea que proporcionará al público una guía visual, única en su tipo, sobre el espectro de la hematopoyesis sana y enferma. Los resultados se publican en la revista Cell.
“Por primera vez, contaremos con un marco integral para visualizar la expresión génica completa y la organización espacial de las células de la médula ósea ”, afirmó el autor principal del estudio, el Dr. Kai Tan, profesor del Departamento de Pediatría e investigador del Centro de Investigación del Cáncer Infantil del CHOP. “Si bien nuestro artículo es fundamental, prevemos que el atlas se utilizará para desarrollar nuevas pruebas diagnósticas, identificar nuevas dianas para la terapia CAR-T y otros enfoques terapéuticos, y descubrir biomarcadores espaciales de enfermedades”.
Si bien la iniciativa fue liderada por CHOP y Penn, la investigación también forma parte de un proyecto más amplio denominado Programa del Atlas Biomolecular Humano (HuBMAP). El consorcio HuBMAP está compuesto por 42 grupos de investigación de universidades de 14 estados y cuatro países. Los investigadores colaboran para crear la próxima generación de tecnologías de análisis molecular y herramientas computacionales que generarán mapas tisulares básicos y atlas de las funciones y relaciones entre las células del cuerpo humano.
“Una investigación de esta magnitud solo es posible gracias a un esfuerzo colectivo monumental”, afirmó Showik Bandyopadhyay, doctor en medicina, autor principal del estudio y médico-científico en formación en el laboratorio de Tan. “Gracias a la colaboración entre diversas instituciones y consorcios de investigación, pudimos obtener conocimientos fundamentales sobre los componentes microscópicos del cuerpo humano”.
Los científicos han teorizado desde hace tiempo que, si bien la mayor parte de la médula ósea está compuesta por células sanguíneas, un pequeño porcentaje de células no sanguíneas podría desempeñar un papel importante en enfermedades de la médula ósea en la infancia y la edad adulta, como la leucemia, los trastornos mieloproliferativos o los síndromes de insuficiencia medular. Sin embargo, hasta este estudio, dichos estudios se habían visto obstaculizados por dificultades técnicas asociadas a la rareza y la fragilidad de estas células.
Este artículo es el primero en superar estas limitaciones y perfilar exhaustivamente la médula ósea humana adulta mediante secuenciación de ARN unicelular. Esta técnica permite obtener perfiles genéticos completos de decenas de miles de células individuales, revelando la composición completa de los tipos celulares que conforman un órgano.
Fuente: Cell (2024). DOI: 10.1016/j.cell.2024.04.013
En el estudio, los científicos se centraron en la médula ósea, que regula procesos importantes en el desarrollo de las células sanguíneas y la inmunidad. Identificaron al menos nueve subtipos de células no hematopoyéticas, incluyendo células estromales, óseas y endoteliales (sanguíneas), al menos tres de las cuales no se habían descrito previamente, que producen importantes factores de soporte. Los investigadores crearon una enciclopedia de estas raras células no hematopoyéticas que producen factores considerados importantes para la hematopoyesis humana, lo que ayudará a comprender mejor en qué comunicación celular deben centrarse los estudios futuros.
Sus resultados destacan la creciente importancia de la tecnología en la investigación biomolecular actual. Los autores crearon un atlas espacial de la médula ósea, que incluye unas 800.000 células, utilizando una sofisticada técnica llamada CODEX, combinada con aprendizaje automático. Este enfoque, junto con una cuidadosa anotación manual de miles de células y estructuras, les permitió determinar que la médula ósea sana presenta una organización espacial muy distintiva y que las células grasas están más estrechamente relacionadas con las células hematopoyéticas de lo que se creía.
“Apenas estamos empezando a comprender las posibilidades”, dijo Tan. “Estudios futuros pueden basarse en nuestro trabajo, acelerando la investigación sobre la médula ósea con la esperanza de que algún día estas vías digitales conduzcan a avances médicos en el tratamiento de la leucemia aguda y otras enfermedades de la médula ósea”.
Ling Qing, PhD, otro autor principal del estudio y profesor de cirugía ortopédica en la Facultad de Medicina Perelman, está de acuerdo y cree que el estudio producirá resultados a largo plazo.
"Al aplicarlas a muestras de pacientes con leucemia, estas técnicas revelan una expansión de células mesenquimales, un tipo raro de célula no sanguínea, en el sitio donde se encuentran las células cancerosas en la médula ósea", afirmó Qing. "Esto señala una posible nueva dirección para el tratamiento futuro de la enfermedad".