L’intestí té una reserva de cèl·lules mare resistents a quimioteràpia

Després d'aplicar quimioteràpia, les cèl·lules quiescents canvien el seu comportament, s'activen i regeneren tots els tipus cel·lulars en l'instestí (en verd) (F Barriga, IRB Barcelona)
Després d'aplicar quimioteràpia, les cèl·lules quiescents canvien el seu comportament, s'activen i regeneren tots els tipus cel·lulars en l'instestí (en verd) (F Barriga, IRB Barcelona)
  • <p>After chemotherapy, quiescent cells change their  behaviour​, become active​ ​and regenerate all cell types in the intestine (in green). (F Barriga, IRB Barcelona)</p>
  • <p>In normal intestinal conditions, after three days, quiescent stem cells (​in ​ green) d​on't divide compared to other quickly-dividing intestinal cells​ (in red)​ . (F Barriga, IRB Barcelona)</p>
  • <p>In normal intestinal conditions, and after one week, these particular stem cells (in green) only regenerate tissue slowly. (F Barriga, IRB Barcelona)</p>

Es tracta d’un grup petit de cèl·lules mare passives – quiescents- que s’activen en cas de necessitat i tenen el poder de generar tots els tipus cel·lulars de l’intestí.

Les cèl·lules quiescents són rellevants en regeneració de teixits i per la seva participació en tumors.

L’intestí té un alt índex de regeneració cel·lular pel desgast que pateix en l’exercici de les funcions de degradació i absorció de nutrients i evacuació de les restes innecessàries. A grans trets, tota la població cel·lular es renova un cop per setmana. És per això que en l’òrgan hi ha un gran volum de cèl·lules mare en divisió constant que van donant lloc als diversos tipus cel·lulars que componen l’intestí.

Científics de l’Institut de Recerca Biomèdica (IRB Barcelona) liderats per l’investigador ICREA, Eduard Batlle, del Laboratori de Càncer Colorectal, presenten a Cell Stem Cell, amb la col·laboració del Centre Nacional d’Anàlisi Genòmica (CNAG-CRG), un nou grup de cèl·lules mare de l’intestí, amb característiques molt diferents a les abundants i actives cèl·lules mare ja conegudes en aquest òrgan. Aquest nou grup de cèl·lules mare són quiescents, és a dir, que no proliferen i es troben en un estat d’aparent hibernació.

Els científics les descriuen com un reservori de cèl·lules mare - es calcula que hi ha una cèl·lula mare quiescent per cada 10 cèl·lules mare intestinals actives-. En condicions de salut, aquestes cèl·lules no tenen, aparentment, cap funció rellevant. Tanmateix, són importants en situacions d’estrès, produïdes per exemple després d’un tractament de quimioteràpia, en processos d’inflamació o d’infeccions del teixit, on la població de cèl·lules mare “normals” s’hagi reduït excessivament. La seva funció seria assegurar la regeneració de l’òrgan donant lloc als diversos tipus cel·lulars, repoblar la població de cèl·lules mare “normals” perdudes i retornar l’equilibri al teixit.

Eduard Batlle explica que el descobriment de les cèl·lules mare quiescents en l’intestí indica que la biologia de les cèl·lules mare és més complexa del que es coneixia i trenca amb el model d’organització cel·lular jeràrquica. “En la jerarquia cel·lular de l’intestí, unes cèl·lules no estan per sobre les altres ni al revés, sinó que les dues poblacions estan en equilibri continu per assegurar el bon funcionament de l’òrgan”.

La majoria de medicaments contra el càncer afecten, de forma secundària, a les cèl·lules en divisió dels nostres teixits. “Les cèl·lules mare quiescents, al dividir-se infreqüentment, són resistents a moltes formes de quimioteràpia i regeneren els teixits que la quimioteràpia ha fet malbé”, explica Eduard Batlle, director d’un dels laboratoris més reconeguts al món en l’estudi de les cèl·lules mare del còlon i la seva implicació en el desenvolupament del càncer colorectal.

Les cèl·lules quiescents estan en molts teixits però es coneixen poc, tot i la seva rellevància en processos de regeneració i també per la seva possible participació en tumors. “Són difícils d’estudiar, principalment, perquè acostumen a ser cèl·lules rares i existeixen limitacions tècniques per seguir-les, marcar-les i distingir-les de les altres”, detalla Francisco Barriga, primer autor del treball i actualment investigador postdoctoral del Memorial Sloan Kettering Cancer Center de Nova York.

Gràcies a tècniques avançades, com el traçat genètic de llinatges cel·lulars i l’anàlisi del transcriptoma de cèl·lules individuals, realitzat pel CNAG-CRG i la Plataforma de Bioinformàtica i Bioestadística de l’IRB Barcelona, el grup ha identificat el programa genètic distintiu de les cèl·lules mare quiescents respecte de les cèl·lules mare normals de l’intestí. Un treball que s’ha desenvolupat al llarg dels darrers 6 anys.

Els investigadors han pogut seguir aquesta població cel·lular al llarg del temps a través d’un marcador específic, la proteïna Mex3a. “La nostra intenció és seguir investigant les cèl·lules mare quiescents en salut i en malaltia i descobrir la funció dels gens que les distingeixen, tant en còlon com en altres òrgans”, diu Batlle.

El treball ha rebut fons del Consell Europeu de Recerca (ERC Advanced Grant), de la Fundació Botín/Banc Santander Universitats i el Ministeri d'Economia i Competitivitat/Fons FEDER.

Article de referència:

Francisco M. Barriga, Elisa Montagni, Miyeko Mana, Maria Mendez-Lago, Xavier Hernando-Momblona , Marta Sevillano, Amy Guillaumet-Adkins,Gustavo Rodriguez-Esteban, Simon J. A. Buczacki, Marta Gut, Holger Heyn, Douglas J. Winton, Omer H. Yilmaz, Camille Stephan-Otto Attolini, Ivo Gut, and Eduard Batlle

Mex3a marks a slowly dividing subpopulation of Lgr5+ intestinal stem cells

Cell Stem Cell (2017). doi: 10.1016/j.stem.2017.02.007

Sobre l’IRB Barcelona
Creat el 2005 per la Generalitat de Catalunya i la Universitat de Barcelona, l'IRB Barcelona és Centre d'Excel·lència Severo Ochoa des de 2011. El seu objectiu és fer recerca d'excel·lència en biomedicina i millorar la qualitat de vida de les persones i, al mateix temps, tenir cura de la formació de talent, la transferència tecnològica i la comunicació social de la ciència. Els 23 laboratoris i set plataformes tecnològiques treballen per respondre a preguntes bàsiques en biologia i orientades a malalties com ara el càncer, la metàstasi, l’Alzheimer, la diabetis i malalties rares. És un centre internacional que acull més de 400 treballadors de 36 nacionalitats. Està ubicat en el Parc Científic de Barcelona. L’IRB Barcelona forma part del Barcelona Institute of Science and Technology (BIST) i la xarxa de Centres de Recerca de Catalunya (CERCA).