Revelaron un antiguo misterio sobre los glóbulos rojos que abre la puerta a nuevas terapias contra la anemia
Viernes 28 de
Abril 2023
Un grupo científico de Suiza, Israel, Alemania y Dinamarca descubrió las células responsables de producir la hormona EPO. Su hallazgo puede ayudar a tratar tanto la anemia como la enfermedad renal crónica y el cáncer
La eritropoyetina (EPO) es una hormona producida por los riñones. Estimula la médula ósea para producir más glóbulos rojos. Se utiliza con frecuencia para corregir la anemia causada por un número reducido de glóbulos rojos o una baja concentración de hemoglobina en casos de insuficiencia renal crónica. Pero se conoce ahora que el propio cuerpo también la produce.
Un equipo de investigación internacional ha podido identificar al principal productor de Epo por primera vez: son las células Norn, un subgrupo de elementos renales. Esto podrían sentar las bases para el desarrollo de nuevas terapias. Este descubrimiento, que acaba de publicarse en la revista Nature, puede tener implicaciones significativas para el tratamiento de enfermedades como la anemia, la enfermedad renal crónica y el cáncer. Los científicos nombraron Norn a las células renales, en honor a las criaturas mitológicas nórdicas que se cree que tejen los hilos del destino.
Las células necesitan oxígeno para sobrevivir. Para satisfacer este requerimiento, el cuerpo produce alrededor de dos a tres millones de glóbulos rojos (eritrocitos) que transportan oxígeno cada segundo, lo que representa aproximadamente una cuarta parte de todas las células producidas en el organismo. Este proceso está controlado por la hormona EPO producida sobre todo por los riñones, pero que probablemente sea más conocida por el público en general como una droga que mejora el rendimiento del ciclismo y otros deportes de resistencia.
El descubrimiento
Como se mencionó, la eritropoyetina propia del cuerpo es producida principalmente por los riñones. Se une a las células progenitoras en la médula ósea y promueve su proliferación. Aunque la EPO se descubrió hace décadas, aún se desconocía la identidad de las células renales que producen principalmente la hormona. Un equipo internacional con investigadores de Suiza, Israel, Dinamarca y Alemania ahora ha identificado un raro subconjunto de células renales como los principales productores de EPO en el cuerpo humano.
Los investigadores dieron las células Norn y concluyeron que tienen un gran potencial médico: más del 10 por ciento de la población sufre de enfermedad renal crónica, que a menudo conduce a una producción deficiente de EPO y, por lo tanto, a la anemia y puede ser fatal en casos graves.
“Este hallazgo permitirá comprender mejor cómo funcionan los tratamientos actuales”, explicó Roland Wenger, profesor del Instituto de Fisiología de la Universidad de Zúrich. Él y su coautor Ido Amit, profesor del Instituto Weizmann de Ciencias en Israel, comparan este descubrimiento con el de las células beta productoras de insulina en el páncreas y su impacto en la diabetes en la década de 1950. A diferencia de la insulina y otras hormonas proteicas importantes, la EPO no se almacena en las células y solo se libera cuando hay un estímulo correspondiente, sino que se produce nuevamente en respuesta a la falta de oxígeno y se libera de inmediato.
“La producción en las células Norn aumenta bruscamente y vuelve a disminuir del mismo modo. Esta es la razón principal por la que identificarlas fue tan difícil”, explicó Roland Wenger, quien ha estado investigando este proceso durante 30 años. En el modelo animal, en el que las células productoras de EPO se tiñen de rojo, pudo reducir el área específica de los riñones en la que se encuentran. Al enriquecer estas marcaciones, finalmente pudo decodificar su patrón molecular.
El desafío, sin embargo, era encontrar estas células en humanos. Los investigadores examinaron los riñones de víctimas de incendios domésticos que murieron intoxicados con monóxido de carbono y mostraron una fuerte inducción de la producción de EPO. Usando estas muestras, también pudieron identificar las células Norn buscadas durante mucho tiempo en las personas. Resultó que éstas eran las mismas células que se habían encontrado en los ratones.
“El descubrimiento de un nuevo tipo de célula no es un evento cotidiano y la identificación de las norn ahora ofrece la oportunidad de desarrollar técnicas que las estimularán para que produzcan más EPO. Esto permite mejorar la cantidad de eritrocitos y la calidad de vida del paciente sin tener que administrar EPO artificial”, explicó Wenger. Por lo tanto, las células norn pueden sentar las bases para el desarrollo de nuevas terapias.
La anemia resultante de la falla renal puede, en casos severos, ser letal. Hasta hace poco, la única forma de tratar a las personas con este tipo de anemia era con EPO producida por tecnología de ADN recombinante. El descubrimiento de las células Norn puede arrojar nueva luz sobre el funcionamiento de los medicamentos EPO existentes y ayudar a los científicos a desarrollar otros nuevos.
En los últimos años se han desarrollado varios medicamentos nuevos para mejorar la producción de EPO en el cuerpo, basados en descubrimientos relacionados con la respuesta de las células a la falta de oxígeno o hipoxia, investigación que les valió a los científicos el Premio Nobel de Fisiología 2019 o Medicamento. El primero de estos medicamentos recibió recientemente la aprobación de la Administración de Drogas y Alimentos de los Estados Unidos. Sin embargo, aunque se demostró que este medicamento es eficaz y seguro, su desarrollo y ensayos, así como los de otros medicamentos, se realizaron sin conocer la identidad de las células productoras de EPO sobre las que se supone que influyen.
El numeroso equipo de trabajo se completó con: Amir Giladi, Eyal David, Shahar Halevi, Laufey Geirsdóttir, Olga M. Lempke, Baoguo Li, Andreas M.Bast, Ken Xie, Yonatan Katzenelenbogen, Sophie L. Dahl, Fadi Sheban, Anna Gurevich-Shapiro, Mor Zada, Truong San Phan, Roberto Avellino, Shuang-Yin Wang, Oren Barboy, Shir Shlomi-Loubaton, Sandra Winner, Philipp P. Markwerth, Snir Dékalo, Hadas Keren-Shaul, Merav Kedmi, Martín Sikora, Joachim fandrey, Thorfinn S. Korneliussen, Josef T. Prchal, Barak Rosenzweig, Vladimir Yutkin, Fernando Racimo, Eske Willerslev, Chamutal Gur y Roland H. Wenger.
Un equipo de investigación internacional ha podido identificar al principal productor de Epo por primera vez: son las células Norn, un subgrupo de elementos renales. Esto podrían sentar las bases para el desarrollo de nuevas terapias. Este descubrimiento, que acaba de publicarse en la revista Nature, puede tener implicaciones significativas para el tratamiento de enfermedades como la anemia, la enfermedad renal crónica y el cáncer. Los científicos nombraron Norn a las células renales, en honor a las criaturas mitológicas nórdicas que se cree que tejen los hilos del destino.
Las células necesitan oxígeno para sobrevivir. Para satisfacer este requerimiento, el cuerpo produce alrededor de dos a tres millones de glóbulos rojos (eritrocitos) que transportan oxígeno cada segundo, lo que representa aproximadamente una cuarta parte de todas las células producidas en el organismo. Este proceso está controlado por la hormona EPO producida sobre todo por los riñones, pero que probablemente sea más conocida por el público en general como una droga que mejora el rendimiento del ciclismo y otros deportes de resistencia.
El descubrimiento
Como se mencionó, la eritropoyetina propia del cuerpo es producida principalmente por los riñones. Se une a las células progenitoras en la médula ósea y promueve su proliferación. Aunque la EPO se descubrió hace décadas, aún se desconocía la identidad de las células renales que producen principalmente la hormona. Un equipo internacional con investigadores de Suiza, Israel, Dinamarca y Alemania ahora ha identificado un raro subconjunto de células renales como los principales productores de EPO en el cuerpo humano.
Los investigadores dieron las células Norn y concluyeron que tienen un gran potencial médico: más del 10 por ciento de la población sufre de enfermedad renal crónica, que a menudo conduce a una producción deficiente de EPO y, por lo tanto, a la anemia y puede ser fatal en casos graves.
“Este hallazgo permitirá comprender mejor cómo funcionan los tratamientos actuales”, explicó Roland Wenger, profesor del Instituto de Fisiología de la Universidad de Zúrich. Él y su coautor Ido Amit, profesor del Instituto Weizmann de Ciencias en Israel, comparan este descubrimiento con el de las células beta productoras de insulina en el páncreas y su impacto en la diabetes en la década de 1950. A diferencia de la insulina y otras hormonas proteicas importantes, la EPO no se almacena en las células y solo se libera cuando hay un estímulo correspondiente, sino que se produce nuevamente en respuesta a la falta de oxígeno y se libera de inmediato.
“La producción en las células Norn aumenta bruscamente y vuelve a disminuir del mismo modo. Esta es la razón principal por la que identificarlas fue tan difícil”, explicó Roland Wenger, quien ha estado investigando este proceso durante 30 años. En el modelo animal, en el que las células productoras de EPO se tiñen de rojo, pudo reducir el área específica de los riñones en la que se encuentran. Al enriquecer estas marcaciones, finalmente pudo decodificar su patrón molecular.
El desafío, sin embargo, era encontrar estas células en humanos. Los investigadores examinaron los riñones de víctimas de incendios domésticos que murieron intoxicados con monóxido de carbono y mostraron una fuerte inducción de la producción de EPO. Usando estas muestras, también pudieron identificar las células Norn buscadas durante mucho tiempo en las personas. Resultó que éstas eran las mismas células que se habían encontrado en los ratones.
“El descubrimiento de un nuevo tipo de célula no es un evento cotidiano y la identificación de las norn ahora ofrece la oportunidad de desarrollar técnicas que las estimularán para que produzcan más EPO. Esto permite mejorar la cantidad de eritrocitos y la calidad de vida del paciente sin tener que administrar EPO artificial”, explicó Wenger. Por lo tanto, las células norn pueden sentar las bases para el desarrollo de nuevas terapias.
La anemia resultante de la falla renal puede, en casos severos, ser letal. Hasta hace poco, la única forma de tratar a las personas con este tipo de anemia era con EPO producida por tecnología de ADN recombinante. El descubrimiento de las células Norn puede arrojar nueva luz sobre el funcionamiento de los medicamentos EPO existentes y ayudar a los científicos a desarrollar otros nuevos.
En los últimos años se han desarrollado varios medicamentos nuevos para mejorar la producción de EPO en el cuerpo, basados en descubrimientos relacionados con la respuesta de las células a la falta de oxígeno o hipoxia, investigación que les valió a los científicos el Premio Nobel de Fisiología 2019 o Medicamento. El primero de estos medicamentos recibió recientemente la aprobación de la Administración de Drogas y Alimentos de los Estados Unidos. Sin embargo, aunque se demostró que este medicamento es eficaz y seguro, su desarrollo y ensayos, así como los de otros medicamentos, se realizaron sin conocer la identidad de las células productoras de EPO sobre las que se supone que influyen.
El numeroso equipo de trabajo se completó con: Amir Giladi, Eyal David, Shahar Halevi, Laufey Geirsdóttir, Olga M. Lempke, Baoguo Li, Andreas M.Bast, Ken Xie, Yonatan Katzenelenbogen, Sophie L. Dahl, Fadi Sheban, Anna Gurevich-Shapiro, Mor Zada, Truong San Phan, Roberto Avellino, Shuang-Yin Wang, Oren Barboy, Shir Shlomi-Loubaton, Sandra Winner, Philipp P. Markwerth, Snir Dékalo, Hadas Keren-Shaul, Merav Kedmi, Martín Sikora, Joachim fandrey, Thorfinn S. Korneliussen, Josef T. Prchal, Barak Rosenzweig, Vladimir Yutkin, Fernando Racimo, Eske Willerslev, Chamutal Gur y Roland H. Wenger.
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