Factor de crecimiento hemopoyético

Qué es un factor de crecimiento hemopoyético

Los factores de crecimiento hemopoyético son citocinas, en su mayoría glucoproteínas, que actúan sobre las células madre y los progenitores comprometidos de la hematopoyesis para dirigir la producción de las distintas líneas celulares de la sangre. El término procede del griego αἷμα (haîma), "sangre", y ποίησις (poíēsis), "producción", y agrupa moléculas muy diversas en estructura pero unidas por una función común: garantizar que la médula ósea genere células sanguíneas maduras en la cantidad y el momento que el organismo necesita.

La médula ósea de un adulto produce cada día cifras del orden de varios centenares de miles de millones de células sanguíneas. Esa cifra no es constante: tras una infección, una hemorragia o un ciclo de quimioterapia, la demanda puede multiplicarse varias veces en pocas horas. Los factores hemopoyéticos son el sistema de mando que ajusta la producción a la demanda, actuando a través de receptores de membrana específicos que desencadenan cascadas de señalización intracelular (JAK-STAT, MAPK, PI3K, entre otras).

Clasificación según la línea celular diana

Algunos de estos factores actúan sobre una sola línea de diferenciación, mientras que otros influyen en varias simultáneamente. La distinción tiene consecuencias prácticas, porque condiciona su uso clínico.

La eritropoyetina (EPO) es el regulador principal de la eritropoyesis. Se produce sobre todo en el riñón, en respuesta a la hipoxia tisular, y estimula la proliferación y maduración de los precursores eritroides en la médula. Su identificación fue un proceso largo: Paul Carnot postuló en 1906 la existencia de un factor circulante que llamó "hematopoyetina" tras observar que el suero de conejos anémicos aumentaba la cifra de eritrocitos en animales sanos, pero la purificación y la caracterización molecular no se completaron hasta la década de 1970.

La trombopoyetina (TPO) regula la producción de plaquetas. Se sintetiza fundamentalmente en el hígado y actúa sobre los megacariocitos de la médula ósea, promoviendo su maduración y la fragmentación citoplasmática que da origen a las plaquetas circulantes.

Los factores estimulantes de colonias (CSF, del inglés colony-stimulating factor) constituyen un subgrupo con varios miembros. El G-CSF (factor estimulante de colonias de granulocitos) estimula selectivamente la línea de los neutrófilos; el M-CSF actúa sobre la de monocitos y macrófagos. El GM-CSF posee un espectro más amplio, ya que promueve la formación tanto de granulocitos como de monocitos a partir de progenitores comunes. El nombre de "factor estimulante de colonias" se acuñó en los años sesenta, cuando Bradley y Metcalf, y de forma independiente Pluznik y Sachs, demostraron en 1966 que ciertas sustancias presentes en medios condicionados inducían la formación de colonias de células hematopoyéticas en cultivos semisólidos de agar.

Varias interleucinas participan también en la regulación hemopoyética, aunque su acción suele ser menos selectiva. La interleucina 3 (IL-3), por ejemplo, actúa sobre progenitores multipotentes y favorece la expansión de varias líneas de forma simultánea. No es fácil trazar una frontera nítida entre "factor hemopoyético" e "interleucina con acción hemopoyética", y la clasificación se solapa con frecuencia en la literatura.

Mecanismo de acción general

Todos estos factores comparten un patrón de señalización que pasa por la unión a receptores transmembrana de la superfamilia de receptores de citocinas tipo I (con excepción del M-CSF, cuyo receptor es una tirosina quinasa). La unión del ligando provoca la dimerización del receptor y la activación de las quinasas JAK asociadas, que a su vez fosforilan factores de transcripción STAT. Cada combinación receptor-JAK-STAT produce un perfil transcripcional distinto, lo que explica la especificidad de linaje de cada factor pese a compartir una maquinaria de señalización básica.

Un rasgo relevante es la redundancia parcial del sistema: la pérdida de un solo factor rara vez anula por completo una línea celular, porque otros factores pueden compensar parcialmente su ausencia. Esta redundancia dificulta el estudio aislado de cada molécula, pero al mismo tiempo proporciona una red de seguridad biológica.

Contexto histórico

El concepto moderno de factor hemopoyético arranca de los trabajos de Till y McCulloch, quienes en 1961 demostraron que células individuales de médula ósea podían generar colonias macroscópicas en el bazo de ratones irradiados. Esa observación estableció la existencia de células madre hematopoyéticas y abrió la puerta al estudio de las señales que gobiernan su diferenciación. La producción de factores recombinantes a partir de la década de 1980, gracias a la tecnología del ADN recombinante, permitió disponer de cantidades suficientes para los primeros ensayos clínicos.

Preguntas frecuentes

¿Son lo mismo los factores hemopoyéticos y los factores estimulantes de colonias?

No exactamente. Los factores estimulantes de colonias (CSF) son un subgrupo dentro del conjunto más amplio de factores hemopoyéticos. La eritropoyetina y la trombopoyetina, por ejemplo, son factores hemopoyéticos pero no se denominan CSF en la nomenclatura habitual.

¿Por qué se les llama "de colonias"?

El nombre procede del método experimental que permitió identificarlos. En los años sesenta, los investigadores cultivaban células de médula ósea en medios semisólidos de agar y observaban la aparición de agrupaciones celulares visibles a simple vista, denominadas colonias. Las sustancias que estimulaban la formación de esas colonias recibieron el nombre de colony-stimulating factors.

¿Qué relación tienen con la entrada "factor de crecimiento" del diccionario?

Los factores hemopoyéticos son una familia específica dentro del concepto general de factor de crecimiento. Mientras que el término "factor de crecimiento" abarca cualquier molécula capaz de estimular la proliferación celular en distintos tejidos, los factores hemopoyéticos actúan específicamente sobre la producción de células sanguíneas.

Referencias

1. Lecturio. Factores de crecimiento hematopoyéticos.
2. American Cancer Society. Factores de crecimiento y medicamentos similares para los síndromes mielodisplásicos.
3. Morstyn G, Foote M, Lieschke GJ (eds.). Introduction to Hematopoietic Growth Factors. En: Hematopoietic Growth Factors in Oncology. Humana Press; 2004.
4. JoVE Science Education. Papel de los factores de crecimiento hematopoyéticos.