médula ósea

A nivel celular, el principal componente funcional de la médula ósea son las células progenitoras destinadas a madurar en células sanguíneas y linfoides. La médula ósea humana produce aproximadamente 500 mil millones de células sanguíneas al día. ^{[ 10 ]} La médula ósea contiene células madre hematopoyéticas que dan origen a las tres clases de células sanguíneas que se encuentran en la circulación: glóbulos blancos (leucocitos), glóbulos rojos (eritrocitos) y plaquetas (trombocitos). ^{[ 11 ]}

El estroma de la médula ósea comprende todos los tejidos que no participan directamente en su función primaria de hematopoyesis . ^{[ 6 ]} Las células estromales apoyan la hematopoyesis indirectamente al proporcionar un microambiente especializado que influye en la función y diferenciación de las células hematopoyéticas. Por ejemplo, producen factores estimulantes de colonias , que desempeñan un papel importante en la regulación de la formación de células sanguíneas.

Los tipos de células que constituyen el estroma de la médula ósea incluyen:

• Fibroblastos ( tejido conectivo reticular )
• Los macrófagos , que contribuyen especialmente a la producción de glóbulos rojos al suministrar hierro para la síntesis de hemoglobina.
• Adipocitos (células grasas)
• Osteoblastos (sintetizan hueso)
• Osteoclastos (reabsorben el hueso)
• Las células endoteliales , que forman los sinusoides , se derivan de células madre endoteliales , que también están presentes en la médula ósea. ^{[ 11 ]}

Que la médula ósea es un sitio de preparación para las respuestas de las células T a los antígenos transportados por la sangre se describió por primera vez en 2003. ^{[ 13 ]} Las células T vírgenes maduras circulantes se dirigen a los senos de la médula ósea después de haber pasado por las arterias y arteriolas. ^{[ 14 ]} Transmigran el endotelio del seno y entran en el parénquima que contiene células dendríticas (CD). Estas tienen la capacidad de captar, procesar y presentar antígenos. ^{[ 13 ]} Las interacciones específicas entre las células T antígeno-específicas y las CD presentadoras de antígeno (CPA) en el parénquima conducen a la rápida formación de cúmulos T-CPA, seguida de la activación de las células T, la proliferación de las células T y la recirculación de las células T a la sangre. ^{[ 13 ]} Estos hallazgos fueron corroborados y ampliados en 2013 mediante imágenes dinámicas de dos fotones in situ de cráneos de ratones. ^{[ 15 ]}

La médula ósea es un nido para las células T de memoria migratorias ^{[ 16 ]} y un santuario para las células plasmáticas. ^{[ 17 ]} Esto tiene implicaciones para la inmunidad adaptativa y la vacunología. ^{[ 17 ]} Las células B y T de memoria persisten en el parénquima en nichos de supervivencia dedicados organizados por células estromales. ^{[ 18 ]} Esta memoria puede mantenerse durante largos períodos de tiempo en forma de células quiescentes ^{[ 18 ]} o por reestimulación antigénica repetida. ^{[ 19 ]} La médula ósea protege y optimiza la memoria inmunológica durante la restricción dietética. ^{[ 20 ]} En pacientes con cáncer, las células T de memoria reactivas al cáncer pueden surgir en la médula ósea de forma espontánea o después de una vacunación específica. ^{[ 21 ]} La médula ósea es un centro de diversas actividades inmunitarias: i) hematopoyesis, ii) osteogénesis, iii) respuestas inmunitarias, iv) distinción entre antígenos propios y ajenos, v) función reguladora inmunitaria central, vi) almacenamiento de células de memoria, vii) vigilancia inmunitaria del sistema nervioso central, viii) adaptación a la crisis energética, ix) suministro de células madre mesenquimales para la reparación de tejidos. ^{[ 22 ]}

El estroma de la médula ósea contiene células madre mesenquimales (CMM), ^{[ 11 ]} también conocidas como células estromales de la médula. Estas son células madre multipotentes que pueden diferenciarse en una variedad de tipos celulares. Se ha demostrado que las CMM se diferencian, in vitro o in vivo , en osteoblastos , condrocitos , miocitos , adipocitos de la médula y células beta de los islotes pancreáticos .

Los vasos sanguíneos de la médula ósea constituyen una barrera que impide que las células sanguíneas inmaduras la abandonen. Solo las células sanguíneas maduras contienen las proteínas de membrana , como la acuaporina y la glicoforina , necesarias para adherirse al endotelio vascular y atravesarlo . ^{[ 23 ]} Las células madre hematopoyéticas también pueden cruzar la barrera de la médula ósea y, por lo tanto, pueden obtenerse de la sangre.

La médula ósea roja es un elemento clave del sistema linfático , siendo uno de los órganos linfoides primarios que generan linfocitos a partir de células progenitoras hematopoyéticas inmaduras . ^{[ 24 ]} La médula ósea y el timo constituyen los tejidos linfoides primarios involucrados en la producción y selección temprana de linfocitos. Además, la médula ósea realiza una función similar a la de una válvula para prevenir el reflujo del líquido linfático en el sistema linfático.

La compartimentación biológica es evidente dentro de la médula ósea, ya que ciertos tipos de células tienden a agruparse en áreas específicas. Por ejemplo, los eritrocitos , los macrófagos y sus precursores tienden a acumularse alrededor de los vasos sanguíneos , mientras que los granulocitos se acumulan en los bordes de la médula ósea. ^{[ 11 ]}

La arquitectura normal de la médula ósea puede dañarse o alterarse por anemia aplásica , neoplasias malignas como el mieloma múltiple o infecciones como la tuberculosis , lo que conlleva una disminución en la producción de células sanguíneas y plaquetas. La médula ósea también puede verse afectada por diversas formas de leucemia , que ataca a sus células progenitoras hematológicas. ^{[ 26 ]} Además, la exposición a la radiación o la quimioterapia destruirá muchas de las células de la médula ósea que se dividen rápidamente, lo que resultará en una depresión del sistema inmunitario . Muchos de los síntomas del envenenamiento por radiación se deben al daño sufrido por las células de la médula ósea.

Para diagnosticar enfermedades que afectan la médula ósea, a veces se realiza una aspiración de médula ósea . Esto generalmente implica usar una aguja hueca para obtener una muestra de médula ósea roja de la cresta ilíaca bajo anestesia general o local . ^{[ 27 ]}

Las imágenes médicas pueden proporcionar información limitada sobre la médula ósea. Las radiografías simples atraviesan los tejidos blandos, como la médula, y no permiten visualizarla, aunque pueden detectarse cambios en la estructura del hueso asociado. ^{[ 28 ]} La tomografía computarizada (TC) tiene una capacidad algo mayor para evaluar la cavidad medular de los huesos, aunque con baja sensibilidad y especificidad. Por ejemplo, la médula ósea normal, de color amarillo y grasa, en los huesos largos de los adultos tiene una densidad baja (de -30 a -100 unidades Hounsfield), entre la grasa subcutánea y el tejido blando. El tejido con mayor composición celular, como la médula ósea normal o las células cancerosas dentro de la cavidad medular, tendrá una densidad variablemente mayor. ^{[ 29 ]}

La resonancia magnética (RM) es más sensible y específica para evaluar la composición ósea. Permite evaluar la composición molecular promedio de los tejidos blandos y, por lo tanto, proporciona información sobre el contenido relativo de grasa en la médula ósea. En adultos, la médula ósea grasa "amarilla" es el tejido predominante en los huesos, especialmente en el esqueleto apendicular (periférico) . Debido a que las moléculas de grasa tienen una alta relajación T1 , las secuencias de imágenes ponderadas en T1 muestran la médula ósea grasa "amarilla" como brillante (hiperintensa). Además, la médula ósea grasa normal pierde señal en las secuencias de saturación de grasa, de forma similar a la grasa subcutánea.

Cuando la médula ósea grasa "amarilla" es reemplazada por tejido con una composición más celular, este cambio se manifiesta como una disminución del brillo en las secuencias ponderadas en T1. Tanto la médula ósea "roja" normal como las lesiones patológicas de la médula ósea (como el cáncer) son más oscuras que la médula ósea "amarilla" en las secuencias ponderadas en T1, aunque a menudo se pueden distinguir comparándolas con la intensidad de la señal de RM de los tejidos blandos adyacentes. La médula ósea "roja" normal suele ser equivalente o más brillante que el músculo esquelético o el disco intervertebral en las secuencias ponderadas en T1. ^{[ 8 ] [ 30 ]}

La transformación grasa de la médula ósea, lo opuesto a la hiperplasia de la médula roja , puede ocurrir con el envejecimiento normal, ^{[ 31 ]} aunque también puede observarse con ciertos tratamientos como la radioterapia . La hipointensidad difusa de la médula ósea en T1 sin realce con contraste ni discontinuidad cortical sugiere conversión a médula roja o mielofibrosis . Una médula ósea falsamente normal en T1 puede observarse en el mieloma múltiple difuso o en la infiltración leucémica cuando la relación agua/grasa no está suficientemente alterada, como puede ocurrir con tumores de menor grado o en etapas tempranas de la enfermedad. ^{[ 32 ]}

El examen de médula ósea es el análisis patológico de muestras de médula ósea obtenidas mediante biopsia y aspiración. Se utiliza para diagnosticar diversas afecciones, como leucemia, mieloma múltiple, anemia y pancitopenia . La médula ósea produce los componentes celulares de la sangre, incluyendo plaquetas , glóbulos rojos y glóbulos blancos . Si bien se puede obtener mucha información analizando la sangre (extraída de una vena mediante flebotomía ), a veces es necesario examinar el origen de las células sanguíneas en la médula ósea para obtener más información sobre la hematopoyesis; esta es la función de la aspiración y la biopsia de médula ósea.

La proporción entre las células mieloides y eritroides es relevante para la función de la médula ósea, así como para enfermedades de la médula ósea y la sangre periférica , como la leucemia y la anemia. La proporción normal de células mieloides a eritroides es de aproximadamente 3:1; esta proporción puede aumentar en las leucemias mielógenas , disminuir en las policitemias e invertirse en casos de talasemia . ^{[ 33 ]}

En un trasplante de médula ósea , las células madre hematopoyéticas se extraen de una persona y se infunden en otra ( alogénico ) o en la misma persona posteriormente ( autólogo ). Si el donante y el receptor son compatibles, estas células infundidas se dirigen a la médula ósea e inician la producción de células sanguíneas. El trasplante se realiza para el tratamiento de enfermedades graves de la médula ósea, como defectos congénitos, enfermedades autoinmunes o neoplasias malignas. Primero se destruye la médula ósea del paciente con fármacos o radiación , y luego se introducen las nuevas células madre. Antes de la radioterapia o la quimioterapia en casos de cáncer , a veces se extraen algunas células madre hematopoyéticas del paciente y se reinfunden una vez finalizado el tratamiento para restaurar el sistema inmunitario. ^{[ 34 ]}

Las células madre de la médula ósea pueden inducirse para convertirse en células neuronales para tratar enfermedades neurológicas, ^{[ 35 ]} y también pueden utilizarse potencialmente para el tratamiento de otras enfermedades, como la enfermedad inflamatoria intestinal . ^{[ 36 ]} En 2013, tras un ensayo clínico, los científicos propusieron que el trasplante de médula ósea podría utilizarse para tratar el VIH junto con fármacos antirretrovirales ; ^{[ 37 ] [ 38 ]} sin embargo, posteriormente se descubrió que el VIH permanecía en los cuerpos de los sujetos de prueba. ^{[ 39 ]}

Una de las zonas del cuerpo más afectadas tras la quimioterapia suele ser el útero. Tras el daño uterino provocado por el tratamiento oncológico, el daño folicular dificulta el embarazo, incluso en presencia de óvulos viables. Mediante trasplantes de células madre de médula ósea, las pacientes de quimioterapia han logrado aumentar su fertilidad al repararse el daño folicular. ^{[ 43 ]} Dado que los folículos son necesarios para la implantación del óvulo en el endometrio , es importante reparar estas zonas para aumentar la fertilidad. En personas con daño ovárico y folicular, se ha observado que la fecundación in vitro (FIV) es más eficaz tras un trasplante de células madre de médula ósea. ^{[ 44 ]}

Un caso clínico en humanos mostró mejoras en el grosor del revestimiento uterino y en la reparación general del endometrio tras un trasplante de células madre de médula ósea. ^{[ 45 ]} Esta reparación permitió que la paciente quedara embarazada y llevara el embarazo a término.

Las reparaciones adicionales posteriores al trasplante de células madre de médula ósea al endometrio incluyen un aumento de la vascularización y los niveles de hierro, con la implantación del óvulo agrupándose alrededor de áreas con alto flujo sanguíneo. ^{[ 44 ] [ 46 ]}

Mediante la reacción en cadena de la polimerasa cuantitativa (qPCR) y la secuenciación de nueva generación (NGS) se ha identificado un máximo de cinco virus de ADN por individuo. Entre ellos se encontraban varios herpesvirus, el virus de la hepatitis B, el poliomavirus de células de Merkel y el virus del papiloma humano 31. Dado el potencial de reactivación y/o oncogénico de estos virus, su repercusión en los trastornos hematopoyéticos y malignos exige estudios adicionales. ^{[ 47 ]}