Que es una
célula madre?
Las células madre tienen la capacidad de
dividirse por períodos indefinidos en cultivos y de dar lugar a las
células especializadas. Se describen lo mejor posible en el contexto del
desarrollo humano normal. El desarrollo humano comienza cuando una esperma
fertiliza un huevo y crea una célula que tenga el potencial de formar un
organismo entero. Este huevo fertilizado es totipotent, significando
que su potencial es total. En las primeras horas después de la fertilización,
esta célula se divide en células totipotent idénticas,
esto significa que si cualquiera de estas células, es colocada en el
útero de una mujer, tiene el potencial de convertirse en un feto. De
hecho, los gemelos idénticos se desarrollan cuando dos células
totipotent se separan y se convierten en dos individuos, seres humanos
genéticamente idénticos. Aproximadamente cuatro días
después de la fertilización y después de varios ciclos de
la división celular, estas células totipotent comienzan a especializarse,
formando una esfera hueca de células, llamada blastocisto. El
blastocisto tiene una capa externa de células e interiormente en la
esfera hueca, hay un racimo de células internas llamadas la masa
interna,(observe el lector en esta pagina, una foto del
pasaje de embrion a blastocisto)
La capa externa de células continuará
formando la placenta y otros tejidos ,
necesarios para el desarrollo fetal en el útero. Las células
internas , continuarán desarrollandose formando todos los tejidos del
cuerpo humano. Aunque las células internas pueden formar virtualmente
cada tipo de célula encontrado en el cuerpo humano, no pueden formar un
organismo , porque no pueden dar lugar a la placenta y los tejidos de sosten ,
necesarios para el desarrollo en el útero humano. Estas células
internas son pluripotent;
pueden dar lugar a muchos tipos de células pero no todos los tipos de
células necesarias para el desarrollo fetal. Porque su potencial no es
total, no son totipotent y no son embriones. De hecho, si una célula
interna , fuera puesta en el útero de una mujer, no se
convertiría en un feto.
Las células madre pluripotent experimentan una
especialización adicional en las células madre que daran lugar a
las células que tienen una función determinada. Los ejemplos de
esto incluyen las células madre de la sangre que dan lugar a los
globulos rojos, a los globulos blancos de la sangre y a las
plaquetas(platelets) y células madre de la piel que dan lugar a varios
tipos de células de la piel. Estas células madres especializadas
se llaman multipotent.El
siguiente dibujo muestra en forma muy esquematica el proceso(TPM):
Mientras que las células madre son
extraordinariamente importantes en el desarrollo humano temprano, las
células madre multipotent también se encuentran en nińos y
adultos. Por ejemplo, considere una de las mas conocidas células madre, la
célula madre de la sangre. Las células madre de la sangre reside
en la médula de cada nińo y adulto y de hecho, pueden ser
encontrados en número muy pequeńos circulando en la corriente
sanguinea. Las células madre de la sangre realizan el papel
crítico de renovar continuamente nuestra células de la sangre;
globulos rojos,globulos blancos y plaquetas , a través de la vida. Una
persona no puede sobrevivir sin células madre de la sangre.
Cómo se derivan las células madre
pluripotent?
Actualmente, las líneas de las células
pluripotent humanas se han desarrollado a partir de dos fuentes 1 con
los métodos desarrollados previamente en trabajo con modelos animales.
(1) en el trabajo hecho por el Dr.
Thomson, las células madre pluripotent fueron aisladas directamente
de la masa interna de la célula de embriones humanos en la etapa del
blastocisto. El Dr. Thomson recibio embriones de IVF (fertilización in
vitro) de clínicas,estos estaban en exceso en la clínica para el
tratamiento de la infertilidad. Los embriones fueron desarrollados para
propósitos de reproducción, no de investigación. El
consentimiento fue obtenido de los donantes. El Dr. Thomson aisló
celulas de la masa interna ,véase el siguiente dibujo y cultivó
estas células produciendo una línea pluripotent de la
célula madre.
(2) en contraste, el Dr. Gearhart aisló las
células madre pluripotent del tejido fetal obtenido de embarazos
terminados. El consentimiento fue obtenido de los donantes después de
que hubieran tomado independientemente la decisión para terminar su
embarazo. Aunque las células desarrolladas en el laboratorio del Dr.
Gearhart y en el laboratorio del Dr. Thomson fueron derivadas de diversas
fuentes, son muy similares .
El uso de la transferencia nuclear de la célula
somática (SCNT) puede ser otra manera que las células madre
pluripotent podrían ser aisladas. En estudios con los animales usando
SCNT, los investigadores toman una célula animal normal del huevo y le
quitan el núcleo (estructura de la célula que contiene los
cromosomas). El material dejado en la célula del huevo contiene los alimentos
y otros materiales de la producción de energía que son esenciales
para el desarrollo del embrión. Entonces, usando tecnicas muy cuidadosas
de laboratorio, una celula somatica : una celula huevo o una célula de
la esperma , se pone proxima al huevo de el cual el núcleo
había sido quitado y los dos son fundidos. La celula fundida resultante
y sus inmediatos descendientes se creen pueden tener la máxima capacidad
de convertirse en un animal entero y por lo tanto son totipotent. Según
lo comentado, estas células totipotent pronto formarán un
blastocisto. Las células de la masa interna de este blastocisto se
podían, en teoría, utilizar para desarrollar líneas
pluripotent de la célula madre. De hecho, cualquier método por el
cual un blastocyst humano sea formado podría potencialmente servir como
fuente de las células madre pluripotent humanas .
Aplicaciones potenciales de las células madre
pluripotent.
Hay varias razones importantes por las que el
aislamiento de las células de vástago pluripotent humanas es
importante para la ciencia y para los avances de la medicina. En el nivel
más fundamental, las células madre pluripotent podrían
ayudarnos a entender los acontecimientos complejos que ocurren durante el
desarrollo humano. Una meta fundamental de este trabajo sería la
identificación de los factores implicados en el procedimiento de toma de
decisión celular,que dan por resultado la especialización de la
célula. Se sabe que los genes son importantes en este proceso, pero no
se sabe mucho sobre como estos genes " toman decisiones " o
qué los activa o no. Algunas de tales condiciones más serias,originan
el cáncer y los defectos de nacimiento, es la especialización
anormal de la célula y la división de la misma. Una mejor
comprensión de los procesos normales de la célula
permitirá que se delinee más los errores fundamentales que causan
estas enfermedades a menudo mortales.
La investigación de la célula madre
pluripotent humana podría también cambiar dramáticamente
la manera que se desarrolla drogas y su prueba segura. Por ejemplo, las nuevas
medicaciones se podían probar inicialmente usando líneas humanas
de células,este metodo se utilizan actualmente en esta manera (por
ejemplo células del cáncer). Las células madre pluripotent
permitirían probar en más tipos de células.
Quizás la aplicación potencial de
más envergadura de las células madre pluripotent humanas es la
generación células y de tejido que se podría utilizar para
" terapias celulares" .Muchas enfermedades y desórdenes
resultan de la interrupción la función celular o
destrucción de los tejidos del cuerpo. Hoy, los órganos y los
tejidos donados se utilizan a menudo para substituir el tejido enfermo o
destruido. Las células madre pluripotent, estimuladas para convertirse
en células especializadas, ofrecen la posibilidad de una fuente
renobable de células y de tejido para tratar una cantidad de
enfermedades , incluyendo las enfermedades de Parkinson y de Alzheimer,
lesión de la médula espinal, las quemaduras, enfermedad
cardíaca, diabetes, osteoartritis y artritis reumatoide. No hay casi
lugar de la medicina que no se pudo tocar por esta innovación. Algunos
detalles en los dos ejemplos que siguen.
El trasplante de las células sanas del
músculo del corazón podría proporcionar una nueva
esperanza para los pacientes de la enfermedad cardíaca crónica
,el corazones no puede bombear adecuadamente. La esperanza es desarrollar las
células del músculo del corazón de las células
madre pluripotent humanas y trasplantarlas en el músculo del
corazón que falla para aumentar la función del corazón que
falla. El trabajo preliminar en ratones y otros animales ha demostrado que las
células sanas del músculo del corazón trasplantadas
,trabajan con éxito en el tejido
del corazón junto con las células huesped. Estos experimentos
muestran que este tipo de trasplante es factible.
En muchos individuos que sufren de la diabetes, la
producción de la insulina por las células pancreáticas
especializadas, se interrumpe. Hay evidencia de que el trasplante del
páncreas entero o las células especializadas aisladas
podía atenuar la necesidad de inyecciones de la insulina. Las líneas
de células especializadas derivadas de las células madre
pluripotent humanas se podían utilizar para la investigación de
la diabetes y en última instancia, para el trasplante.
Referencias:
Células
madre, regalos de vida .
Bioetica de las
Celulas Madre .
Todo
lo que quiso saber y aún no preguntó sobre las células
madres.10.8.2001
Eduardo
Ghershman,10.7.2001
enlace a CIENCIA