Reprogramación de células madre puede suprimir cáncer post radioterapia

El cuerpo ha desarrollado estrategias para purgar las células madre defectuosas. Un nuevo estudio ha revelado que una de estas formas es un programa que hace que las células madre dañadas por la radioterapia se diferencien en otro tipo de célula que ya no puede sobrevivir eternamente.

La radiación hace que una célula madre pierde su "troncalidad", lo cual tiene sentido porque las células madre dañadas no tienen que andar por ahí eliminando las células dañadas. Por otra parte, la investigación, realizada por científicos del Centro de Cáncer de la Universidad de Colorado (UC) (Aurora, EUA), y publicado en línea el 27 de diciembre 2014, en la revista “Stem Cells”, demostró que esta misma protección de “mediocridad programado” que elimina las células madre dañadas por la radiación, permite que los cánceres sanguíneos crezcan en los casos en que todo el cuerpo es irradiado. Por otra parte, mediante la reprogramación de esta defensa, el cáncer se puede prevenir en las postrimerías de la radiación de cuerpo entero. “El cuerpo no evolucionó para hacer frente a fugas en los reactores nucleares o las tomografías computarizadas. Evolucionó para hacer frente a sólo unas pocas células a la vez que reciben dosis peligrosas de radiación u otros insultos a su ADN”, dijo James DeGregori, PhD, investigador en el Centro de Cáncer de la UC, catedrático de Bioquímica y Genética Molecular de la Facultad de Medicina de la UC y autor principal del artículo.

El Dr. DeGregori, la estudiante de doctorado, Courtney Fleenor, y sus colegas examinaron los efectos de la radiación de cuerpo completo sobre las células madre en la sangre de los ratones. En este caso, la radiación aumentó la probabilidad de que las células en el sistema de células madre hematopoyéticas se diferenciaran. Sólo, que mientras que la mayoría obedecieron esta instrucción, unos pocos no lo hicieron. Las células madre con una mutación muy específica pudieron desobedecer la instrucción para diferenciarse y conservar su “troncalidad”. La inhibición genética del gen C/EBPA permitió que unas pocas células madre mantuvieran la capacidad de actuar como células madre. Con la competencia de otras células, madre, sanas extraídas, las células madre con C/EBPA reducida fueron capaces de dominar el sistema de producción de células sanguíneas. De esta manera, el sistema sanguíneo cambió de células C/EBPA+ a principalmente, células C/EBPA-.

Las mutaciones y otras alteraciones genéticas resultantes en la inhibición del gen C/EBPA están asociadas con la leucemia mieloide aguda en los seres humanos. Por lo tanto, no son mutaciones causadas por la radiación, sino un sistema en la sangre rediseñado por las células madre defectuosas que crea el riesgo de cáncer en personas que han experimentado la radiación. “Se trata de la evolución impulsada por la selección natural”, señaló el Dr. DeGregori. “En un sistema arterial saludable, las células madre sanas sacan de competencia a las células madre que tienen la mutación C/EBPA. Pero cuando la radiación reduce la salud y robustez de la población de células madre, a las células mutadas, que han estado allí todo el tiempo, de repente se les da la oportunidad de hacerse cargo”.

Estos estudios no sólo aclaran por qué la radiación hace que las células madre hematopoyéticas (HSC) se diferencien; también muestran que mediante la activación de una vía de mantenimiento de las células madre, podemos evitar que ocurra. Incluso meses después de la irradiación, la activación artificial de la vía de señalización NOTCH de las HSC irradiadas, les permite actuar “como células madre” de nuevo, reiniciando la planta de fabricación de células sanguíneas en estas HSC que, de otra manera, se habrían diferenciado, en respuesta a la radiación.

Cuando los Dres. DeGregori, Fleenor y colegas dispararon NOTCH en las células madre hematopoyéticas anteriormente irradiados, mantenían a raya la población de células peligrosas C/EBPA. La competencia por las células madre C/EBPA no-mutantes, con su salud restaurada por la activación de NOTCH, significaba que no había espacio evolutivo para las células madre C/EBPA mutantes.

“Si yo estuviera trabajando en una situación en la que hubiera probabilidad de que experimentara la radiación en todo el cuerpo, me gustaría congelar un montón de mis células madre hematopoyéticas”, afirmó el Dr. DeGregori, explicando que una infusión de células madre hematopoyéticas sanas después de la exposición a la radiación probablemente permitirá que el sistema sanguíneo sano dejara por fuera de competencia a las células madre hematopoyéticas expuestas a la radiación con su “mediocridad programada” [una mayor diferenciación] e incluso las células madre hematopoyéticas con mutaciones que causan cáncer. "Pero también esperamos que en el futuro, podamos ofrecer medicamentos que restablecerían la aptitud de las células madre que quedan después de la radiación”.

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University of Colorado Cancer Center