Células Madre Hematopoyéticas: Diferenciación, Regulación y Destino Celular

Células Madre de la Hematopoyesis

Se cree que solo existe una célula madre capaz de dar lugar a todas las líneas celulares sanguíneas. A esta célula se le denomina célula madre hematopoyética pluripotencial o HSC (Hematopoietic Stem Cell). A partir de las HSCs, se originan todas las células madre progenitoras y, posteriormente, las células maduras.

Existe un segundo nivel de células madre sanguíneas, capaces de generar múltiples líneas celulares, aunque no todas. Este concepto se refiere a las células madre multipotenciales o células madre dedicadas, que se diferenciarán en líneas celulares específicas.

Progenitores Linfoide y Mieloide

• CLP (Progenitor Linfoide Común): Se diferenciará en linfocitos T, linfocitos B (LB) y células Natural Killer (NK).
• CMP (Progenitor Mieloide Común): Se diferencia en los distintos granulocitos, hematíes, monocitos y también da lugar a las plaquetas, a través de la línea megacariocítica. El CMP es equivalente a la CFU-GEMM (Colony-Forming Unit – Granulocyte, Erythrocyte, Monocyte, Megakaryocyte).

Existen uno o dos niveles adicionales por debajo de estas células madre principales. Se trata de células madre dedicadas que podrán generar una o dos líneas celulares específicas, lo que significa que su potencial de diferenciación es cada vez más restringido.

Todas las células madre mencionadas son indiferenciadas y morfológicamente indistinguibles. A medida que avanzamos en el proceso de diferenciación, las células se vuelven más especializadas, hasta que finalmente encontramos una célula madre dedicada a una sola línea celular.

Nomenclatura de Precursores Celulares

A medida que avanza la diferenciación, llega un momento en que las células dejan de ser células madre. Sin embargo, aún no son células maduras. Cuando una célula madre pierde su capacidad de autorrenovación ilimitada y se compromete con una línea, se denomina precursor.

Los primeros precursores, que ya no son células madre, aún se dividen, pero de forma más limitada que las células madre. Morfológicamente, pueden empezar a diferenciarse y ser identificados mediante la tinción de Romanowsky. En estudios de leucemia, es común analizar las proporciones de estos precursores para el diagnóstico y seguimiento.

Abundancia y Producción de Células Madre Hematopoyéticas

A pesar de su crucial importancia, las células madre hematopoyéticas son una minoría en la médula ósea. Se estima que hay aproximadamente una célula madre por cada 1.000 células nucleadas en este tejido.

Considerando la producción de todas las células sanguíneas, principalmente los hematíes, el nivel de fabricación que realizan las células madre es asombroso: aproximadamente 6 mil millones de células por hora por kilogramo de peso corporal.

Destino de las Células Madre Hematopoyéticas

En general, una célula madre en la médula ósea puede tener tres destinos principales:

• Proliferación: La célula se divide para generar más células madre, manteniendo el pool de HSCs.
• Diferenciación: La célula se compromete con una línea celular específica y comienza el proceso de maduración, dejando de ser una célula madre.
• Apoptosis: Muerte celular programada, un mecanismo esencial para el control de calidad y la homeostasis.

Regulación del Destino Celular: Modelos y Señales

¿Qué factores determinan que una célula madre elija un camino u otro?

• Modelo Estocástico (Azar): Propone que la elección del destino celular es un proceso aleatorio, basado en probabilidades intrínsecas de la célula.
• Modelo Instructivo: Sugiere que el microentorno de la médula ósea (también conocido como nicho hematopoyético) es el principal factor que dirige la diferenciación de la célula madre hacia una línea u otra.

Actualmente, se considera que la realidad es una combinación de ambos modelos: el entorno influye significativamente, pero también existe un componente intrínseco a la célula que participa en la toma de decisiones.

El modelo actual postula que la célula toma la decisión inicial sobre su destino. Sin embargo, una vez tomada esta decisión, el nivel de proliferación de la célula madre, el grado de diferenciación y la apoptosis subsiguiente, estarán fuertemente influenciados y regulados por las señales del microentorno.

Mecanismos de Regulación por el Microentorno

¿Cómo regula la célula madre las señales del microentorno hematopoyético?

La célula madre posee la capacidad de expresar una gran cantidad de genes. Las señales de su entorno actúan inhibiendo, estimulando o amplificando la expresión de estos genes, dirigiendo así su comportamiento.

Tipos de Señales en el Microentorno Hematopoyético

• Señales de célula a célula: A través del contacto directo, una célula puede indicar a otra su función o destino.
• Moléculas señalizadoras extracelulares (citoquinas): Aunque son moléculas libres en el ambiente, actúan principalmente a corta distancia.

Las citoquinas son moléculas clave que regulan específicamente el nivel de proliferación y la diferenciación de las células madre. Ejemplos importantes incluyen: SCF (Stem Cell Factor) y TPO (Trombopoyetina).

Una célula madre podrá proliferar y diferenciarse de manera óptima siempre y cuando reciba las citoquinas adecuadas y las señales correctas de su nicho. En última instancia, el proceso de hematopoyesis está finamente regulado por las necesidades fisiológicas del organismo.