Hallazgo de la Universidad de Cambridge: células madre pueden formar sangre en el laboratorio por sí solas

Ver nacer sangre fuera del cuerpo humano ya no pertenece solo a la ciencia ficción. En un laboratorio de la Universidad de Cambridge, en el Reino Unido, científicos observaron cómo un modelo de embrión creado a partir de células madre humanas comenzó a producir células sanguíneas apenas en dos semanas.

El modelo, que llaman hematoide, logró imitar procesos clave del desarrollo temprano, al mostrar el surgimiento espontáneo de sangre en placas de laboratorio.

“Fue un momento emocionante cuando apareció el color rojo de la sangre en el cultivo, visible a simple vista”, relató Jitesh Neupane, primer autor del estudio según la Universidad de Cambridge.

La investigación se publicó en la revista de acceso abierto Cell Reports y fue coordinada por el profesor Azim Surani, del equipo del Instituto Gurdon, con colaboración de Geraldine Jowett.

El desarrollo ya fue patentado por Cambridge Enterprise para acompañar su implementación futura en el campo de la biomedicina. Los resultados podrían tener estas siete potenciales aplicaciones:

1. Ayudarían a comprender el origen de enfermedades hematológicas.
2. Modelar y estudiar en laboratorio trastornos como la leucemia y otras alteraciones de la sangre, sin recurrir a experimentación directa en humanos.
3. Probar nuevos medicamentos y compuestos sobre células sanguíneas creadas en laboratorio.
4. Desarrollar terapias regenerativas y personalizadas, ya que las células madre pueden obtenerse del propio paciente.
5. Investigar el desarrollo del sistema inmune humano, especialmente la generación de linfocitos T y otras células defensivas.
6. Facilitaría el diagnóstico y tratamiento de distintas patologías hereditarias.
7. Mejoraría las pruebas de compatibilidad sanguínea para trasplantes y transfusiones.

Generar sangre desde el origen

El reto de los científicos fue descubrir cómo se forman las células sanguíneas en las primeras etapas de la vida humana, algo que resultaba imposible de observar directamente en embriones humanos.

El equipo buscó recrear la “segunda ola” de generación de células madre hematopoyéticas, que son capaces de convertirse en cualquier célula de la sangre, como glóbulos rojos y células inmunitarias.

Para eso, los investigadores diseñaron un entorno para que las células madre se transformen en sangre sin añadir proteínas externas ni modificar genes.

Así consiguieron un modelo que replica el desarrollo natural del cuerpo humano en los primeros días tras la concepción.

Un laboratorio que simula la vida

El proceso partió de células madre pluripotentes humanas, que tienen la capacidad de formar cualquier tejido u órgano. Por medio de un cultivo especial, esas células formaron “hematoides”.

Son agrupaciones celulares en las que en solo en dos días emergieron las tres capas germinales, que es la base de todos los sistemas del cuerpo.

Para el día ocho, algunas agrupaciones presentaron células cardíacas capaces de latir. En el día trece apareció color rojo en los hematoides, una señal clara de que se estaban produciendo células sanguíneas. Fueron visibles tanto al microscopio como a simple vista.

Los análisis demostraron que esas células corresponden a células madre hematopoyéticas, capaces de transformarse en glóbulos rojos, glóbulos blancos y linfocitos T.

“Nuestro nuevo modelo imita el desarrollo de sangre fetal humana en el laboratorio”, expresó el doctor Neupane a través de un comunicado.

Los hematoides también generaron simultáneamente células del corazón y de la sangre, un fenómeno difícil de observar fuera del cuerpo humano.

Una diferencia clave de esta técnica frente a métodos anteriores es que las células se organizan solas, sin necesidad de agregar factores artificiales. El entorno de cultivo guiaba a las células hacia las etapas normales del desarrollo.

Los hematoides llegan a una etapa comparable a la semana 4 o 5 de un embrión humano.

Las pruebas comprobatorias mostraron que las células generadas en estos modelos funcionan igual que las células sanguíneas naturales y pueden originar defensas inmunes.

“Los hematoides capturan la segunda ola de desarrollo sanguíneo que puede convertirse en células inmunes especializadas”, declaró Jowett.

Implicancias y próximos pasos

Para los investigadores, los resultados abren la puerta para investigar enfermedades de la sangre y evaluar medicamentos en laboratorio sin riesgos para personas reales.

El método también podría servir para simular desde el principio trastornos como la leucemia y comparar posibles tratamientos.

Aunque aún existen límites: los hematoides no contienen placenta ni saco vitelino y por eso no pueden convertirse en embriones completos.

Solo reproducen las primeras semanas del embarazo antes de la implantación en el útero materno. “Este modelo está en etapas tempranas, pero su potencial de investigación es enorme”, dijo Surani.

El desarrollo cuenta con aval de un comité de ética de investigación. El uso clínico solo se evaluará a medida que se sumen más pruebas.