Células madre: las células maestras del cuerpo

Las células madre son la materia prima del cuerpo; a partir de ellas se generan todas las demás células con funciones especializadas. Bajo las condiciones adecuadas en el cuerpo o en un laboratorio, las células madre se dividen para formar más células llamadas células hijas.
Estas células hijas se convierten en nuevas células madre (autorrenovación) o en células especializadas (diferenciación) con una función más específica, como células sanguíneas, células cerebrales, células del músculo cardíaco o células óseas. Ninguna otra célula del cuerpo tiene la capacidad natural de generar nuevos tipos de células.
Los estudios con células madre puedan ayudar a lo siguiente:
• Aumentar la comprensión sobre cómo ocurren las enfermedades.
• Generar células sanas para reemplazar las células enfermas (medicina regenerativa). .
Las personas que podrían beneficiarse de las terapias con células madre incluyen aquellas con lesiones de la médula espinal, diabetes tipo 1, enfermedad de Parkinson, esclerosis lateral amiotrófica, enfermedad de Alzheimer, enfermedad cardíaca, accidente cerebrovascular, quemaduras, cáncer y osteoartritis.
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• Probar nuevos medicamentos en cuanto a seguridad y eficacia. Antes de usar medicamentos experimentales en personas, los investigadores pueden usar algunos tipos de células madre para probar la seguridad y calidad de los medicamentos. .
Por ejemplo, se pueden generar células nerviosas para probar un nuevo medicamento para una enfermedad nerviosa. Las pruebas podrían mostrar si el nuevo medicamento tuvo algún efecto sobre las células y si las células fueron dañadas.

Son varias las fuentes de células madre:
• Células madre embrionarias.
• provienen de embriones que tienen de tres a cinco días de vida. En esta etapa, un embrión se llama blastocisto y tiene alrededor de 150 células.
Estas son células madre pluripotentes, lo que significa que pueden dividirse en más células madre o pueden convertirse en cualquier tipo de célula del cuerpo. Esta versatilidad permite que las células madre embrionarias se utilicen para regenerar o reparar tejidos y órganos enfermos.
• Células madre adultas. Estas células madre se encuentran en pequeñas cantidades en la mayoría de los tejidos adultos, como la médula ósea o la grasa. En comparación con las células madre embrionarias, las células madre adultas tienen una capacidad más limitada para generar diferentes células del cuerpo.
Las células madre de la médula ósea podrían crear células óseas o del músculo cardíaco.
• Células adultas modificadas para que tengan las propiedades de las células madre embrionarias (células madre pluripotentes inducidas). Mediante la reprogramación genética. Al modificar los genes de las células adultas, los investigadores pueden reprogramar las células para que actúen de manera similar a las células madre embrionarias.
• Células madre perinatales. Los investigadores han descubierto células madre en el líquido amniótico, así como en la sangre del cordón umbilical. Estas células madre también tienen la capacidad de convertirse en células especializadas.
• Las células madre embrionarias se obtienen a partir de embriones en etapa temprana, un grupo de células que se forman cuando el óvulo de una mujer es fecundado con el espermatozoide de un hombre en una clínica de fertilización in vitro. Debido a que las células madre embrionarias humanas se extraen de embriones humanos, se han planteado varias preguntas y cuestiones sobre la ética de la investigación con células madre embrionarias.
Los National Institutes of Health (Institutos Nacionales de Salud) crearon pautas para la investigación con células madre humanas en 2009. Las pautas definen a las células madre embrionarias y cómo pueden utilizarse en la investigación, e incluyen recomendaciones para la donación de células madre embrionarias. Además, las pautas establecen que las células madre embrionarias de embriones creados mediante fertilización in vitro solo se pueden utilizar cuando el embrión ya no es necesario.
Los embriones que se utilizan en la investigación de células madre embrionarias provienen de óvulos que fueron fertilizados en clínicas de fertilización in vitro pero que nunca fueron implantados en el útero de una mujer. Las células madre son donadas con el consentimiento informado de los donantes. Las células madre pueden vivir y crecer en soluciones especiales en tubos de ensayo o placas de Petri en los laboratorios.
Las células madre adultas podrían no ser tan versátiles y duraderas como las células madre embrionarias. Las células madre adultas también son más propensas a tener alteraciones debido a peligros ambientales, tales como toxinas, o por errores adquiridos por las células durante la replicación. Sin embargo, los investigadores han descubierto que las células madre adultas son más adaptables de lo que se pensaba al principio.
Pueden tomarse grupos de células de una línea de células madre y congelarse para su almacenamiento o compartirlos con otros investigadores.
La terapia con células madre, también conocida como medicina regenerativa, promueve la reparación de tejidos enfermos, disfuncionales o lesionados utilizando células madre o sus derivados. Los investigadores cultivan células madre en un laboratorio. Estas células madre se manipulan para especializarse en tipos específicos de células, como células del músculo cardíaco, células sanguíneas o células nerviosas.
Los investigadores ya han demostrado que las células adultas de médula ósea guiadas para convertirse en células similares a las del corazón pueden reparar el tejido cardíaco en las personas, y hay más investigación en curso.
Se han realizado trasplantes de células madre, también conocidos como trasplantes de médula ósea. En estos trasplantes, las células madre reemplazan a las células dañadas por la quimioterapia o la enfermedad o sirven como una forma en que el sistema inmunológico del donante combate ciertos tipos de cáncer y enfermedades relacionadas con la sangre, como la leucemia, el linfoma, el neuroblastoma y el mieloma múltiple. Estos trasplantes utilizan células madre adultas o sangre del cordón umbilical.
Se han descubierto formas de orientar a las células madre para que se conviertan en tipos específicos de células, por ejemplo, orientar células madre embrionarias para que se conviertan en células del corazón. Las células madre embrionarias también pueden crecer de forma irregular o especializarse en diferentes tipos de células espontáneamente.
Las células madre embrionarias también pueden desencadenar una respuesta inmunitaria en la que el cuerpo del receptor ataca a las células madre como si fuesen invasores extraños. Las células madre también pueden no funcionar normalmente, con consecuencias desconocidas
La clonación terapéutica, también llamada transferencia nuclear de células somáticas, es una técnica para crear células madre versátiles e independientes de los óvulos fertilizados. En esta técnica, el núcleo, que contiene el material genético, se extrae de un óvulo no fertilizado. El núcleo también se extrae de la célula de un donante.
Este núcleo de donante se inyecta en el óvulo, reemplazando al núcleo que fue extraído, en un proceso llamado transferencia nuclear. El huevo se divide y pronto forma un blastocisto. Este proceso crea una línea de células madre que es genéticamente idéntica a las células del donante: en esencia, un clon.
Algunos investigadores creen que las células madre derivadas de la clonación terapéutica pueden ofrecer beneficios respecto de las de los óvulos fertilizados, porque es menos probable que las células clonadas sean rechazadas una vez trasplantadas de nuevo al donante y pueden permitir que los investigadores vean exactamente cómo se desarrolla una enfermedad.
Los investigadores no han podido realizar con éxito la clonación terapéutica con seres humanos a pesar del éxito en otras especies.
Sin embargo, en estudios recientes, los investigadores han creado células madre pluripotentes humanas al modificar el proceso de clonación terapéutica. Los investigadores continúan estudiando el potencial de la clonación terapéutica en las personas.
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Las células madre se identificaron y caracterizaron en la médula ósea en los años 50 y 60, en un esfuerzo por comprender y tratar las consecuencias de la exposición a la radiación después de la Segunda Guerra Mundial. Aquellas células hematopoyéticas eran raras, se dividían con lentitud y podían renovarse y diferenciarse en cualquier tipo celular sanguíneo. Fue el comienzo de los trasplantes de médula ósea y de una carrera investigadora para descubrir otras células madre regeneradoras de lesiones y enfermedades. En 1998, James Thomson anunció en Science la primera derivación de células madre embrionarias humanas; poco después se descubrían células madre en los tumores, y en 2007 el equipo de Yamanaka informó del hallazgo de las células madre pluripotentes inducidas (iPS), revirtiendo la diferenciación celular a un estado cuasi-embrionario. Desde entonces, el pulso entre embrionarias e iPS se ha ido decantando hacia estas últimas: son más fáciles de derivar, no implican reparos éticos y tienen menos riesgo de rechazo y de teratogenicidad. Basta echar un vistazo al Banco Nacional de Líneas Celulares del Instituto de Salud Carlos III, y a otros bancos similares en el mundo, para apreciar quién se ha impuesto.
La fiebre del oro celular iniciada en 1998 ha originado miles de estudios sobre la conversión de estas células pluripotentes (embrionarias e iPS) en numerosos tejidos y organoides, aunque su traslación a la clínica apenas ha comenzado: al igual que otros grandes avances básicos, la terapia celular o medicina regenerativa se está encontrando con más obstáculos de los previstos. Aun así, en el imaginario popular las células madre se presentan como una entidad mágica con efectos rejuvenecedores. De ahí que su aparentemente fácil aislamiento de la médula o del tejido adiposo haya impulsado una industria descontrolada -casi 400 compañías en Estados Unidos y 600 clínicas específicas- que promete aliviar dolores, curar lesiones medulares, ictus y cartílagos deshechos, y que amparándose en el sufrimiento ajeno inyecta más placebo que soluciones, por no hablar de los riesgos de una práctica asilvestrada que ha causado infecciones, cegueras, parálisis y muertes.
En la raíz del hechizo que suscitan, y de los fracasos que cosechan, se camufla cierto desconcierto científico y una enorme desorientación de la opinión pública sobre el origen, potencialidad y funcionalidad de los distintos tipos de células troncales: desde las totipotentes a las fetales y mesenquimales.
El genetista molecular Hans Clevers, director del Instituto Hubrecht, de la Universidad holandesa de Utrecht, explicaba en diciembre pasado en Proceedings of the Nacional Academy of Sciences que el éxito de las células hematopoyéticas ha “contaminado” el campo de la terapia celular. Muchos tejidos, como la piel, se reparan a sí mismos de maneras muy ingeniosas y distintas; no hay una estrategia común. Los numerosos tipos de células madre expresan genes diferentes y marcadores específicos de cada tejido, se dividen a ritmos diversos y en cantidades diferentes. Clevers coordinaba un trabajo en el que enterraba la existencia de células madre cardiacas, uno de los tesoros más buscados por los científicos: la regeneración del corazón infartado ha propiciado hasta ahora más de 200 ensayos sin resultados llamativos. Símbolo de esta frustración es el auge y caída del italiano Piero Anversa, del Hospital Brigham and Women’sy de la Universidad de Harvard, y uno de los líderes mundiales en regeneración cardiaca: ya se han retirado 31 trabajos suyos en revistas científicas de primera línea por incorrecciones y falsificaciones. Esto no descarta otras vías regeneradoras del corazón a través, por ejemplo, de la reprogramación en cardiomiocitos de otras células madre.
Mientras se van descubriendo células madre en varios tejidos, el corazón y el cerebro son lógicamente los órganos en los que más se batalla y discute sobre su auto o heterorregeneración. El hígado, apunta Clevers, sería el epítome de la regeneración eficiente de órganos: todas sus células diferenciadas pueden actuar como células madre cuando sea necesario. Y añade que sería más útil descubrir cómo un tejido en particular activa sus células madre peculiares, que identificar células madre genéricas, “un espectro nebuloso, variable en potencia y comportamiento”, que obstaculiza los avances y los consensos científicos.
Pamela Robey, bióloga de los Institutos Nacionales de la Salud de Estados Unidos, sugería en Nature que unas células madre aisladas hacía poco en tejido óseo podrían ser en realidad células progenitoras, por tanto, no multipotentes sino unipotentes. Y con ese motivo aludía al debate sobre la capacidad de las tan famosas y omnipresentes células madre mesenquimales, que la mayoría de los investigadores ya no las consideran células madre. En el año 2017 se publicaron 3.500 estudios científicos bajo el paraguas de células madre mesenquimales.
Según Robey, muchas serían de otro tipo, sobre todo progenitoras, y con niveles diversos de multipotencia. “El nombre no debería usarse tan a la ligera”. La designación fue acuñada en 1991 por el biólogo Arnold Caplan, de la Universidad Case Western Reserve, para describir células del estroma de la médula ósea que podrían dar lugar a hueso y cartílago. Desde entonces se han aislado células mesenquimales en varios tejidos. En 2006 la Sociedad Internacional de Terapia Celular propuso el nombre de células estromales mesenquimales multipotentes. Pero apenas se ha hecho caso de aquella sugerencia. “Distinguir mediante la genómica y la transcriptómica la función y potencia de cada célula madre que se vaya aislando ayudaría a clarificar un campo bastante confuso”, concluía Robey.
Bibliografia
1998, James Thomson anunció en Science
2007 el equipo de Yamanaka informó del hallazgo de las células madre pluripotentes inducidas
Multipotencia. “La designación fue acuñada en 1991 por el biólogo Arnold Caplan, de la Universidad Case Western Reserve,
2006 la Sociedad Internacional de Terapia Celular propuso el nombre de células estromales mesenquimales multipotentes.
Hans Clevers, del Instituto Hubrecht, Proceedings of the Nacional Academy of Sciences
Piero Anversa, Hospital Brigham and Women’sy . Universidad de Harvard,
Pamela Robey, bióloga de los Institutos Nacionales de la Salud de Estados Unidos, Nature