L’intestí és la part del sistema digestiu encarregada de l’absorció de nutrients. Aquesta funció es duu a terme a través del seu epiteli, que està format per una sola capa de cèl·lules plegades sobre si mateixes, creant cavitats anomenades criptes i protuberàncies similars a dits anomenades vellositats. L’epiteli intestinal ha estat un òrgan molt interessant per als estudiosos de les cèl·lules mare a causa de la seva conformació jeràrquica especial: les cèl·lules mare intestinals resideixen en el fons de les criptes i la seva progènie es mou cap amunt, cap a les vellositats circumdants, mentre maduren i es diferencien, donant lloc a tots els diferents tipus de cèl·lules que formen l’epiteli.
Malgrat l’ampli coneixement obtingut sobre les cèl·lules mare intestinals al llarg dels anys, el seu origen encara és desconcertant.
L’epiteli intestinal està format per una sola capa de cèl·lules plegades sobre si mateixes, creant cavitats anomenades criptes i protuberàncies similars a dits anomenades vellositats.
Durant la vida embrionària, l’intestí es veu una mica més simple: no s’han format criptes i, en canvi, les vellositats estan separades per una regió contínua composta per cèl·lules proliferatives que s’assemblen molt a les cèl·lules mare intestinals adultes. Per tant, és interessant comprendre com s’especifiquen les cèl·lules mare intestinals adultes durant la vida embrionària. Provenen de precursors de cèl·lules mare únics i especialitzats o, per contra, se seleccionen a l’atzar d’un grup de cèl·lules fetals homogènies? En altres paraules: és aquest un procés programat, on una cèl·lula està predestinada per a convertir-se en una cèl·lula mare des del principi? O és un procés induït, on les circumstàncies, com la senyalització adequada de nínxol, podrien induir a qualsevol cèl·lula a convertir-se en una cèl·lula mare?
Els investigadors volien esbrinar si les cèl·lules mare adultes provenen de precursors específics de cèl·lules mare o si se seleccionen a l’atzar d’un grup de cèl·lules fetals homogènies.
Jordi Guiu, un alumne de l’Institut Hospital del Mar d’Investigacions Mèdiques (IMIM) que actualment treballa en l’equip de Kim Jensen a BRIC (Universitat de Copenhaguen), ha utilitzat enfocaments quantitatius de rastreig de llinatge imparcials, models biofísics d’imatges tridimensionals i experiments de trasplantament intestinal per a respondre aquesta pregunta. El seu treball va ser publicat a Nature el mes de maig passat.
Van demostrar que a l’epiteli fetal, la morfogènesis tissular en curs condueix a un intercanvi dinàmic de cèl·lules entre les vellositats i l’espai entre vellositats, la qual cosa significa que les cèl·lules mare intestinals adultes se seleccionen a l’atzar del grup de cèl·lules que formen l’epiteli intestinal fetal. Qualsevol cèl·lula epitelial intestinal fetal podria convertir-se en cèl·lula mare, sota els estímuls apropiats.
“Podríem dir que l’intestí està governat per una democràcia en lloc d’una aristocràcia: totes les cèl·lules neixen iguals i tenen la mateixa probabilitat de convertir-se en la cèl·lula que es troba en el vèrtex de la jerarquia”, diu Guiu, qui va fer el seu doctorat en el grup de recerca en cèl·lules mare i càncer liderat per Anna Bigas.
Bigas, cap de grup de l’IMIM, comenta: “La comprensió de com s’originen les cèl·lules mare somàtiques és un pas crucial per a les futures aplicacions de la medicina regenerativa. Després del seu període de doctorat al meu laboratori investigant l’origen de les cèl·lules mare sanguínies, m’enorgulleix veure com el Jordi ha crescut científicament al fantàstic entorn BRIC i ha utilitzat diferents tecnologies d’avantguarda per a realitzar aquest descobriment fonamental en l’especificació de cèl·lules mare intestinals”.
El treball també ha estat d’interès per a altres investigadors al Parc de Recerca Biomèdica de Barcelona (PRBB). Miki Ebisuya, líder de grup al Laboratori Europeu de Biologia Molecular – Barcelona (EMBL), agrega: “Crec que les troballes són importants i sorprenents; que qualsevol cèl·lula en l’intestí fetal pugui convertir-se en una cèl·lula mare intestinal adulta significa que una vellositat pot fisionar-se per a produir un nou nínxol de cèl·lules mare”.
“També em va impressionar veure com de quantitatives són les seves dades i discussions. Normalment és difícil ser quantitatiu si es tracta d’un procés de desenvolupament a llarg termini in vivo, però els autors han fet un gran esforç per mesurar el volum del teixit, la cinètica cel·lular i els paràmetres geomètrics, fins i tot fent un model biofísic per a comparar la dinàmica simulada amb observacions experimentals”, conclou Ebisuya.
