Un estudio revela la heterogeneidad del hueso en ratones antes y después del nacimiento

Un estudio liderado por Gretel Nusspaumer y Javier López-Ríos, investigadores del Centro Andaluz de Biología del Desarrollo (CABD), centro mixto del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), la Universidad Pablo de Olavide (UPO) y la Junta de Andalucía, en colaboración con el Centro Nacional de Análisis Genómico (CNAG-CRG), desvela cómo es el hueso del ratón justo antes y después del nacimiento, comparándolo con el hueso adulto a nivel de célula individualizada. Esta técnica permite estudiar con una alta resolución los genes que se expresan en las distintas células que componen un órgano.

Distintas poblaciones de células del hueso del ratón están marcadas con distintos colores, revelando la heterogeneidad del tejido. Imagen: Alejandro Díaz Rueda.

El hueso puede parecer un órgano homogéneo. Sin embargo, esto no es así, puesto que está compuesto tanto por células con capacidad de formar hueso y cartílago, como por otras poblaciones con funciones muy variadas. “Estas poblaciones de células pueden actuar como progenitores tempranos de las células que forman el esqueleto -por ejemplo, se activan cuando se produce una rotura- o interaccionar con el sistema inmune para permitir el desarrollo del sistema inmune”, indica Gretel Nusspaumer, una de los investigadores principales de este estudio.

Durante el desarrollo de este estudio, se ha observado que hay poblaciones muy concretas del hueso que cambian al nacer y que, además, el hueso del recién nacido es muy diferente al del adulto. Los resultados de este proyecto apuntan a que en la médula ósea del recién nacido se establece un ambiente anti-inflamatorio al que contribuyen poblaciones mesenquimáticas y hematopoyéticas concretas, y que dicho ambiente es necesario para la maduración del sistema inmune, de manera que no ataque a los tejidos propios y, a la vez, permita el establecimiento de la flora intestinal.

Javier López-Ríos resalta que “la mayor parte de los estudios sobre el hueso en el modelo de ratón se han realizado utilizando animales adultos, así que sabemos muy poco sobre qué cambios ocurren en el mismo al nacer”. Asimismo, no se habían investigado las diferencias entre neonatos y adultos entre todas las poblaciones celulares que componen el hueso. Esto es importante porque cuando nacemos, hay cambios fundamentales en nuestro organismo. Entre ellos, al dejar de estar protegidos por la madre y la placenta, el recién nacido queda expuesto al medio externo, donde se incluyen los patógenos, los cuales pueden llegar a causar graves infecciones.

“Pensamos que el ambiente anti-inflamatorio en la médula ósea del recién nacido, si bien es necesario para la maduración del sistema inmune, también puede explicar por qué los neonatos son más vulnerables a las infecciones y por qué cuando se desencadena una sepsis, suele ser de evolución más rápida y severa que en adultos”, recalca Nusspaumer.

Nuevas vías de investigación futura

Este estudio se ha realizado en colaboración con el grupo de Holger Heyn en el CNAG, en Barcelona, expertos en el análisis de datos a nivel de célula individualizada. El ratón es el principal modelo animal para entender los procesos biológicos en humanos, y estos resultados podrían abrir un camino en la caracterización del hueso de recién nacidos, e identificar potenciales dianas para el desarrollo de terapias específicas para tratar neonatos en el contexto de sepsis y autoinmunidad.

Referencia: 

Rueda AD, Salvador-Martínez I, Sospedra-Arrufat I, Alcaina-Caro A, Fernández-Miñán A, Burgos-Ruiz AM, Cases I, Mohedano A, Tena JJ, Heyn H, Lopez-Rios J, Nusspaumer G. ‘The cellular landscape of the endochondral bone during the transition to extrauterine life’. Immunol Cell Biol. 2024 Feb;102(2):131-148.