Charles Philippe Leblond CC GOQ FRS FRMS FRSC (5 de febrero de 1910 – 10 de abril de 2007) [1] fue un pionero de la biología celular y la investigación con células madre y un ex profesor canadiense de anatomía. Leblond es conocido por desarrollar la autorradiografía y su trabajo que muestra cómo las células se renuevan continuamente, independientemente de la edad.
En 1946, Leblond descubrió que, cuando vertía emulsión fotográfica líquida sobre una sección histológica que contenía un radioelemento, la emulsión acababa siendo activada por el radioelemento; y si a partir de entonces se aplicaba un revelado y fijación fotográfica rutinarios a la sección cubierta con emulsión, aparecían granos de plata negros en la emulsión dondequiera que se superpusiera a sitios que contenían un radioelemento. Este enfoque de emulsión líquida se ha utilizado para desarrollar un nuevo procedimiento de autorradiografía de alta resolución [2] caracterizado por un estrecho contacto entre la emulsión y la sección. Este estrecho contacto permite localizar los radioelementos en la sección con alta resolución , de modo que los radioelementos se pueden localizar con gran aumento en el microscopio óptico . [3] [4]
Este procedimiento se ha utilizado para examinar algunas de las características dinámicas de los componentes del cuerpo, y los principales hallazgos son los siguientes:
Sus resultados pusieron en duda la validez de tres conceptos tradicionales apreciados por los biólogos a principios del siglo XX: la "estabilidad" de la célula, en la que la célula y sus componentes son estructuras inmutables y permanentes; la "especificidad" de la función celular, en la que cada tipo de célula tiene una función distinta y única; y la "alternancia actividad-descanso" de la función celular, en la que cada período de actividad celular es seguido por un período durante el cual la actividad cesa.
Propuso sustituir la "especificidad" celular por la "multipotencialidad", la "alternancia actividad-reposo" por la "continuidad" y la "estabilidad" de los componentes celulares por la "renovación". Estos diversos resultados han sentado las bases no sólo para la investigación moderna sobre células madre, sino también para la biología celular moderna.
Como señaló el premio Nobel George Palade con ocasión de la entrega del Premio Marie-Victorin a Leblond en 1992, los descubrimientos de Charles Leblond son tan fundamentales que se enseñan en escuelas y universidades de todo el mundo. [5]
CP Leblond nació en Lille , Francia , en 1910, hijo de un contratista de la construcción que murió cuando Leblond tenía solo 10 años, dejando a su madre sola para criar a cuatro niños. Estudiante brillante, Leblond se debatió entre convertirse en productor de cine, arquitecto o científico. Al final, se decidió por la ciencia y se matriculó en Medicina en la Universidad de París . Quedó fascinado con su primer curso de histología y decidió dedicarse profesionalmente a este campo.
Leblond obtuvo su título de médico en la Universidad de París en 1934. Su tesis doctoral describió la localización histoquímica del ácido ascórbico , que encontró que predominaba en las células secretoras de esteroides. [6] Este estudio lo llevó, con una beca postdoctoral Rockefeller en la mano, al Departamento de Anatomía orientado a la endocrinología en la Universidad de Yale en 1935, donde realizó estudios sobre los factores que influyen en el comportamiento maternal. [7] Fue aquí donde conoció a su esposa Gertrude Sternschuss, con quien estuvo casado durante 64 años. Leblond tuvo 4 hijos para los cuales eligió nombres que comenzaran con la letra "P": Philippe, Paul, Pierre y (Marie)-Pascale. También tuvo 7 nietos.
En 1937, Leblond se unió al Laboratoire de Synthese Atomique en París, que se dedicaba a preparar isótopos radiactivos para su uso en la investigación del destino de varias moléculas en procesos biológicos. Bajo la guía de Antoine Lacassagne, Leblond inyectó radioyodo-128 en una rata y descubrió que la etiqueta se acumulaba rápidamente en la glándula tiroides , presumiblemente incorporada al precursor de la hormona tiroidea, la tiroglobulina . [8] Para localizar esta etiqueta con mayor precisión dentro del tejido tiroideo, Leblond intentó utilizar la novedosa técnica de la autorradiografía .
Desafortunadamente, el primer intento de Leblond de utilizar la autorradiografía fracasó; la razón fue que el isótopo de yodo radiactivo-128, con su vida media extremadamente corta (25 minutos), se desintegraba tan rápidamente que quedaba muy poca radiactividad para ser detectada por la emulsión fotográfica.
En 1941, Leblond se trasladó a la Universidad McGill como profesor de histología y rápidamente ascendió a profesor asistente (1943), asociado (1946) y, luego, profesor titular de anatomía (1948). Se desempeñó como director del Departamento de Anatomía entre 1957 y 1974.
En McGill, Leblond utilizó el yodo radiactivo 131, recién disponible , con una vida media de ocho días, para repetir su experimento autorradiográfico en tejido tiroideo. Con este método, el poder de resolución fue inferior a 100 μm, pero aun así pudo localizar la radiactividad en folículos tiroideos específicos. [9]
La carrera temprana de Leblond en McGill se vio interrumpida por la Segunda Guerra Mundial , durante la cual sirvió en las Fuerzas Francesas Libres . Fue enviado primero a Río de Janeiro y luego a Londres , donde realizó exámenes médicos a los aspirantes a soldados.
"En 1946, después de regresar a Montreal después de prestar servicio en las Fuerzas Francesas Libres, me quedó claro que la técnica rudimentaria que se utilizaba anteriormente para la radioautografía debía mejorarse". [10] En colaboración con Leonard Bélanger, Leblond trabajó para aumentar la resolución de la técnica autorradiográfica. El físico Pierre Demers les aconsejó que fundieran la emulsión de las láminas Eastman Kodak , la pintaran directamente sobre las secciones y luego revelaran la emulsión mientras todavía estaba adherida a las secciones histológicas. Esto dio como resultado una mejora diez veces mayor en la resolución. [11] Posteriormente, Leblond y sus colegas desarrollaron una técnica en la que las láminas histológicas se sumergían directamente en la emulsión líquida. [12] El uso de secciones más delgadas y capas de emulsión condujo a nuevos avances en la resolución, y la introducción del tritio fue un hito técnico.
El procedimiento de autorradiografía de alta resolución continúa siendo utilizado hoy en día por los biólogos moleculares para detectar moléculas de ARN in situ y para estudiar la localización de genes y secuencias de ADN .
Leblond utilizó la autorradiografía para introducir precursores radiactivos del ADN y luego examinar la renovación y el destino de las células de varios tipos básicos de tejidos. Demostró por primera vez que la mayoría de las células y tejidos del cuerpo adulto experimentan una renovación continua. Utilizando modelos matemáticos y métodos modernos de cuantificación, Leblond y sus colegas calcularon con notable precisión la tasa de renovación y mitosis de numerosos tipos de células. Él y sus colegas hicieron descubrimientos fascinantes que dieron como resultado la introducción de la "dimensión temporal" en las células y los tejidos, abriendo las puertas a la comprensión del ciclo celular y a la identificación de las células madre.
En el epitelio seminífero masculino , los estudios de Leblond e Yves Clermont a principios de la década de 1950 habían descifrado cómo las espermatogonias daban lugar a los espermatocitos , que luego se diferenciaban en espermatozoides maduros en un ciclo específico. [13] [14]
Para mantener la población de espermatogonias, se demostró que el epitelio seminífero contiene una población de células madre que se dividen para producir células diferenciadas y mantener su propio número. Como se señala en una publicación fundamental de Leblond, "la reaparición en cada ciclo de una nueva célula latente que actúa como célula madre de los espermatocitos se describe como la 'teoría de la renovación de células madre'". Este artículo es el primero en el que se denominan "células madre" a los nidos de células que se dividen en un órgano adulto. [15]
Leblond y sus colegas también encontraron evidencia de la presencia ocasional de células madre adultas incluso en tejidos que están compuestos casi en su totalidad de células que no se dividen. En el músculo esquelético , se ha demostrado que las fibras musculares exhiben un aumento relacionado con la edad en el número de núcleos . [16] Sus estudios mostraron que las células satélite musculares podrían considerarse células madre adultas en las fibras musculares.
De los estudios de Leblond y sus colegas se concluyó que el cuerpo tiene tres tipos de poblaciones celulares:
Para conmemorar su 65º cumpleaños en 1975, Leblond fue homenajeado en un simposio internacional sobre la existencia de células madre en tejidos adultos; el libro resultante, Células madre de poblaciones celulares en renovación, fue el primer relato formal y completo sobre el tema. [17]
Cuando Leblond y sus colegas utilizaron bicarbonato 14C y luego aminoácidos marcados con 35S para investigar la síntesis de proteínas, se sorprendieron al descubrir que prácticamente todas las células del cuerpo incorporaban la etiqueta. [18] [19] Esto los llevó a la conclusión, considerada herética en ese momento, de que todas las células sintetizaban proteínas continuamente. Esta fue una de las primeras pruebas que reemplazaron el concepto de especificidad por la idea de que la mayoría de las células son multipotenciales en sus funciones.
Es interesante señalar que los estudios autorradiográficos realizados por Leblond durante este período también resolvieron una controversia sobre el lugar celular de síntesis del ácido ribonucleico. Utilizando citidina radiomarcada en unos cuarenta tipos de células, él y sus colegas fueron los primeros en demostrar de manera decisiva que el ARN se sintetiza continuamente en el núcleo y luego migra al citoplasma. [20] [21]
La mayoría de las proteínas del cuerpo están glicosiladas , aunque la proporción de carbohidratos en las proteínas es bastante variable. Leblond había demostrado en estudios anteriores que la región de Golgi en la mayoría de los tipos de células se tiñó de manera espectacular con la técnica de tinción de ácido peryódico-Schiff, que está especialmente dirigida a las proteínas ricas en carbohidratos que llevan 1,2 glicoles. [14] [22] En el microscopio electrónico, utilizando la técnica de plata con ácido peryódico, hubo un gradiente de intensidad de tinción desde el lado cis al trans del aparato de Golgi, lo que sugiere que se agregaron residuos de carbohidratos a las proteínas en este sitio. [23]
Para probar esta hipótesis, Leblond y Neutra realizaron estudios autorradiográficos con luz y luego con EM en 1966 después de inyectar 3H-glucosa o 3H-galactosa a ratas. [24] [25] En diez minutos, la etiqueta se localizó dramáticamente en el aparato de Golgi de las células caliciformes intestinales, lo que indica que este era el sitio celular de adición de residuos de azúcar en la síntesis de las cadenas laterales de carbohidratos de las glicoproteínas mucosas.
Este descubrimiento tuvo un tremendo impacto en la comunidad científica, siendo la primera evidencia de un papel funcional del aparato de Golgi en el proceso sintético.
Otros clásicos incluyen: la identificación de cómo crecen los huesos esqueléticos a través de la deposición de osteoblastos y la remodelación de osteoclastos, [26] el descubrimiento temprano de la biogénesis y el metabolismo de la tiroxina [27] y la detección de triyodotironina, [28] la predicción temprana de la replicación semiconservativa del ADN [29] publicada días después del artículo de Watson y Crick en Nature, [30] el descubrimiento del transporte axonal, [31] el hallazgo de Warshawsky et al. [32] de que las proteínas nacientes se procesan desde el retículo endoplasmático rugoso a través del aparato de Golgi hasta los gránulos de zimógeno pancreático (fabricado en fuerte competencia con el laboratorio Palade en la Universidad Rockefeller), la primera comprensión de que el aparato de Golgi es el sitio de la glicosilación terminal, [33] el descubrimiento de la capa celular, [34] la biogénesis celular del colágeno, [35] y nuevos conocimientos sobre la ultraestructura de la membrana basal. [36]
A los 65 años, en lugar de jubilarse, Leblond continuó su investigación con una beca Fogarty del NIH en el Instituto Nacional de Investigación Dental , donde aprendió sobre inmunohistoquímica . Esto inició una exploración molecular de veinte años que culminó en el concepto de la membrana basal como un polímero integrado , [36] en lugar de capas de macromoléculas separadas , como inicialmente favorecían otros.
Leblond siguió asistiendo a todos los seminarios semanales del departamento hasta bien entrados los 90 años y siguió publicando en revistas arbitradas hasta el nuevo milenio. Aprendió a usar una computadora a los 90 años, comenzando una presentación en una conferencia internacional en 2004 diciendo: "Hace un mes, pensaba que PowerPoint era una herramienta para afilar lápices".
Sus contribuciones totales dieron como resultado la publicación de 430 artículos científicos, muchos de los cuales aún se citan con frecuencia. A fines de septiembre de 2006, publicó su artículo final, sobre la detección del interruptor de activación de cisteína MMP9 por primera vez en la remodelación del cartílago . [37]
A Leblond le precedió en la muerte su esposa de 64 años, Gertrude Sternschuss, quien falleció en 2000. Después de la muerte de Gertrude, Leblond se casó con una amiga de la infancia, Odette Lengrand, en 2001; ambos tenían 91 años. Odette murió en 2004.