Medición directa de la concentración local de oxígeno en la médula ósea de animales vivos

Área de la Ciencia:

• Biología de las células madre Biología de las células madre
• El microambiente es un microambiente.
• La regulación de nicho es una regulación de nicho.

Sus antecedentes:

• Las características de nicho de las células madre son cruciales para comprender la biología y la terapéutica de las células madre.
• Se cree ampliamente que la baja tensión de oxígeno (hipoxia) mantiene la quiescencia en varios tipos de células madre.
• La evidencia previa de nichos hipóxicos fue indirecta, basándose en el análisis proteómico, la expresión génica y los marcadores de sustitución.

Objetivo del estudio:

• Para medir directamente la tensión de oxígeno local (pO2) in vivo dentro de la médula ósea de ratones vivos.
• Para investigar la heterogeneidad espacial de los niveles de oxígeno dentro del microambiente de la médula ósea.
• Para evaluar el impacto del estrés (radiación, quimioterapia) en la tensión de oxígeno de la médula ósea.

Principales métodos:

• Microscopía de fosforescencia de dos fotones durante toda la vida útil para mediciones directas de pO2 in vivo.
• Análisis de los gradientes de oxígeno en las regiones peri-sinusoidal y endosteal de la médula ósea.
• Comparación de los niveles de pO2 antes y después del tratamiento de radiación/quimioterapia.

Principales resultados:

• La médula ósea exhibe una baja pO2 absoluta (<32 mm Hg) a pesar de la alta densidad vascular.
• Existe una heterogeneidad significativa de pO2, con los niveles más bajos (∼9.9 mm Hg) en regiones peri-sinusoidales más profundas.
• La región endosteal es menos hipóxica y es perfundida por las arterias positivas a nestin.
• La radiación y la quimioterapia alteran notablemente los niveles de pO2 en la médula ósea.

Conclusiones:

• Las mediciones directas confirman un ambiente bajo en oxígeno en el nicho de la médula ósea.
• Los niveles de oxígeno son espacialmente heterogéneos e influenciados por la ubicación anatómica.
• El microambiente metabólico de las células madre es sensible a los cambios inducidos por el estrés, lo que afecta la tensión del oxígeno.