Nueva técnica permite estudiar la médula ósea intacta, lo que podría transformar la investigación hematológica

La técnica permite visualizar células madre, nichos hematopoyéticos y células inmunitarias en su entorno intacto. Ilustración artística: DALL-E / Edgary R.

NUEVA YORK,EE.UU./ MUY INTERESANTE.- La médula ósea es un tejido vital para la producción de células sanguíneas e inmunitarias. Sin embargo, su estudio histológico ha estado siempre limitado por su complejidad anatómica: está protegida por hueso duro, es gelatinosa y contiene una gran diversidad celular. 

Las herramientas clásicas como la citometría de flujo requieren disgregar el tejido, y la inmunofluorescencia convencional solo permite observar un número limitado de marcadores a la vez. Esto hace que sea difícil estudiar la organización espacial de las células y su relación con el microambiente.

Ahora, un grupo de investigadores de la Escuela de Medicina de la Universidad de Indiana ha presentado un método innovador para superar estas barreras. Utilizando la plataforma de imagen multiplexada Phenocycler 2.0™ (de Akoya Biosciences), han conseguido mapear con alta resolución hasta 25 tipos celulares diferentes en secciones de médula ósea murina sin alterar su arquitectura original.

"Dado que la médula ósea juega un papel importante en la formación de sangre y células inmunitarias y alberga valiosas células madre, nuestro enfoque único de imágenes ofrece una herramienta útil para una variedad de aplicaciones de investigación", dijo Sonali Karnik, coautor principal del estudio y profesora asistente de investigación de cirugía ortopédica en la Escuela de Medicina de la Universidad de Indiana.

Tecnología multiplexada que preserva la estructura

El protocolo se basa en la tecnología CODEX (CO-Detection by Indexing), que permite etiquetar decenas de anticuerpos con códigos de barras de ADN y detectar cada uno secuencialmente mediante ciclos de adquisición de imagen.

En este caso, se utilizaron secciones de fémur de ratón congeladas, fijadas con una solución de metanol y acetona, y adheridas a portaobjetos mediante un adhesivo biocompatible (Cell-Tak™).

Gracias a esta estrategia, los investigadores lograron conservar el tejido intacto, incluyendo estructuras adyacentes como hueso y músculo, algo que no suele ser posible con otros métodos.

El análisis de imagen se realizó con el software HALO™, capaz de identificar fenotipos celulares y relaciones espaciales a nivel de única célula.

Resultados validados frente a citometría de flujo

Uno de los aspectos más relevantes del estudio es que el protocolo fue validado experimentalmente comparando los resultados con citometría de flujo, una de las técnicas más estándares en investigación inmunológica.

Para marcadores como CD45, GR1 y Ter119, la correlación entre ambas técnicas fue muy alta (r = 0,90), lo que confirma la fiabilidad del enfoque multiplexado.

En las imágenes se pudieron identificar células madre hematopoyéticas (HSC), progenitores mieloides y linfoides, megacariocitos, osteoclastos, células endoteliales, elementos de la matriz extracelular y células inmunitarias.

También se visualizaron nichos específicos, como el perisinusoidal y el endostal, implicados en la regulación de la hematopoyesis.

Aplicaciones en modelos de enfermedad y terapia

Para demostrar la utilidad del método, los investigadores aplicaron el protocolo a un modelo murino con ablación inducida de megacariocitos, una línea celular crucial en la regulación de las células madre.

Gracias a la imagen multiplexada, fue posible observar con detalle los efectos celulares y espaciales de esta intervención, algo que sería imposible de detectar solo con técnicas tradicionales.

Esto abre la puerta a usar este sistema en modelos de leucemia, mieloma múltiple, anemia aplásica, enfermedades autoinmunes y otras patologías en las que el microambiente medular es determinante.

Además, puede servir para evaluar la eficacia de terapias celulares o inmunomoduladoras, identificando cambios en la distribución o activación de tipos celulares específicos.

Una herramienta adaptable y en expansión

La investigación ha sido impulsada por el IU Cooperative Center of Excellence in Hematology, y el método ya ha sido patentado por la Oficina de Innovación de la Universidad de Indiana.

El equipo trabaja actualmente en expandir el panel de marcadores para incluir estructuras adicionales como nervios, hueso cortical, fibras musculares y subpoblaciones inmunes y de señalización.

Aunque la tecnología Phenocycler 2.0™ ya se había aplicado a órganos como el bazo o el riñón, esta es la primera vez que se adapta con éxito a la médula ósea, lo que representa un avance técnico significativo.

Su potencial en investigación biomédica es especialmente alto debido a que los modelos murinos se usan ampliamente para estudiar enfermedades humanas.

"Debido a que los modelos de ratón se utilizan ampliamente para estudiar enfermedades humanas, esta técnica ofrece un nuevo y prometedor método para investigar una variedad de afecciones como enfermedades autoinmunes, leucemia y otros trastornos relacionados con la médula ósea", dijo el coator del estudio Reuben Kapur —director del Centro Herman B Wells para la Investigación Pediátrica de la Escuela de Medicina de la Universidad de Indiana, codirector del Centro Cooperativo de Excelencia en Hematología de la IU e investigador del Centro Integral de Cáncer IU Simon.

Perspectivas futuras en investigación hematológica

Con esta nueva metodología, los investigadores disponen por fin de una forma de visualizar, cuantificar y analizar el microambiente hematopoyético de manera espacialmente conservada.

Esta precisión permitirá formular nuevas hipótesis sobre la regulación de las células madre, la activación inmunitaria en patologías o el comportamiento de las células tumorales en su nicho.

A medida que la tecnología se perfeccione, podría incluso aplicarse a biopsias humanas, facilitando diagnósticos más detallados o pronósticos más personalizados. Por ahora, el avance marca un hito en la imagen tisular y ofrece una nueva mirada al corazón hematológico del organismo.

Referencias

• Karnik SJ, Gulbronson C, Jordan PC, et al. Multiplex imaging of murine bone marrow using Phenocycler 2.0™. Leukemia. (2025). doi:10.1038/s41375-025-02596-5