Las células madre

Las células madre son células cuyo destino todavía no se ha "decidido". Se pueden transformar en varios tipos de células diferentes, a través de un proceso denominado "diferenciación".

En las fases iniciales del desarrollo humano, las células madre, en el embrión, son "diferentes" a todos los tipos de células existentes en el organismo: cerebro, huesos, corazón, músculos, piel.

Los científicos están entusiasmados con la posibilidad de controlar los espectaculares poderes naturales de estas células madre embrionarias para curar varios tipos de enfermedades. Por ejemplo, las enfermedades de Parkinson y de Alzheimer resultan de lesiones en grupos de determinados células del cerebro. Con la realización de un transplante de las células madre de un embrión a la parte del cerebro lesionada, los científicos esperan sustituir el tejido del cerebro que se perdió.

En un futuro próximo, la investigación de las células madre podrá revolucionar la manera de tratar muchas otras "enfermedades mortales" como, por ejemplo, las lesiones vasculares cerebrales, la diabetes, enfermedades cardiacas y hasta, incluso, la parálisis.

Las actitudes en relación al uso de células madre para fines de investigación y tratamientos médicos varían de un país a otro. En Alemania, por ejemplo, la extracción de células madre de un embrión humano es considerada ilegal.

Por otro lado, en Gran Bretaña, esto es legal pero se encuentra bajo una regulación rigurosa: los científicos británicos pueden utilizar embriones humanos para la investigación hasta 14 días después de la fecundación del óvulo. En este momento, el embrión es una bola hueca de células del tamaño aproximado de un cuarto de una cabeza de alfiler (0,2 mm).

Muchos países aún no poseen leyes explícitas que regulen la investigación de células madre humanas.

Al ser la utilización de embriones una cuestión de gran controversia en términos éticos, los científicos de todo el mundo buscan otras fuentes de células madre. El tipo de célula madre encontrada en la médula ósea de los adultos parece ser una posibilidad. Estas células madre ya presentan la posibilidad de diferenciarse de una gran variedad de diferentes glóbulos rojos a lo largo del ciclo de la vida.

En el futuro, los científicos esperan manipular estas células madre adultas para que, en vez de producir únicamente glóbulos rojos puedan producir células del cerebro, hígado, corazón y nervios.

Existen cuatro tipos de células madre según su función:

§  Las células madre totipotentes pueden crecer y formar un organismo completo, tanto los componentes embrionarios (como por ejemplo, las tres capas embrionarias, el linaje germinal y los tejidos que darán lugar al saco vitelino), como los extraembrionarios (como la placenta). Es decir, pueden formar todos los tipos celulares.

§  Las células madre pluripotentes no pueden formar un organismo completo, pero sí cualquier otro tipo de célula correspondiente a los tres linajes embrionarios (endodermo, ectodermo y mesodermo), así como el germinal y el saco vitelino. Pueden, por tanto, formar linajes celulares.

§  Las células madre multipotentes son aquellas que sólo pueden generar células de su misma capa o linaje de origen embrionario (por ejemplo: una célula madre mesenquimal de médula ósea, al tener naturaleza mesodérmica, dará origen a células de esa capa como miocitos, adipocitos u osteocitos, entre otras).

§  Las células madre unipotentes pueden formar únicamente un tipo de célula en particular.

Fuentes de célula madre

La célula madre por excelencia es el cigoto, formado cuando un óvulo es fecundado por un espermatozoide. El cigoto es totipotente, es decir, puede dar lugar a todas las células del feto y a la parte embrionaria de la placenta.

Conforme el embrión se va desarrollando, sus células van perdiendo esta propiedad (totipotencia) de forma progresiva, llegando a la fase de blástula o blastocisto en la que contiene células pluripotentes (células madre embrionarias) capaces de diferenciarse en cualquier célula del organismo salvo las de la parte embrionaria de la placenta. Conforme avanza el desarrollo embrionario se forman diferentes poblaciones de células madre con una potencialidad de regenerar tejidos cada vez más restringida y que en la edad adulta se encuentran en "nichos" en algunos tejidos del organismo.

Existen diferentes tipos de células madre, aunque las más empleadas en biología son las células madre embrionarias y las adultas:

§  Células madre embrionarias (pluripotentes): Generalmente se obtienen de la masa celular interna del blastocisto. El blastocisto está formado por una capa externa denominada trofoblasto, formada por unas 70 células, y una masa celular interna constituida por unas 30 células que son las células madre embrionarias que tienen la capacidad de diferenciarse en todos los tipos celulares que aparecen en el organismo adulto, dando lugar a los tejidos y órganos. En la actualidad se utilizan como modelo para estudiar el desarrollo embrionario y para entender cuáles son los mecanismos y las señales que permiten a una célula pluripotente llegar a formar cualquier célula plenamente diferenciada del organismo. Asimismo, están comenzando a ser utilizadas con éxito en terapias biomédicas.

§  Células madre germinales: Se trata de células madre embrionarias pluripotenciales que se derivan de los esbozos gonadales del embrión. Estos esbozos gonadales se encuentran en una zona específica del embrión denominada cresta gonadal, que dará lugar a los óvulos y espermatozoides. Tienen una capacidad de diferenciación similar a las de las células madre embrionarias, pero su aislamiento resulta más difícil.

§  Células madre fetales: Estas células madre aparecen en órganos fetales como el hígado, pulmón y poseen características similares a sus homólogas en tejidos adultos, aunque parecen mostrar mayor capacidad de expansión y diferenciación. Su procedencia no está del todo clara. Podrían tener origen embrionario o bien tratarse de nuevas oleadas de progenitores sin relación con las células madre embrionarias.

§  Células madre adultas: Son células no diferenciadas que se encuentran en tejidos y órganos adultos y que poseen la capacidad de diferenciarse para dar lugar a células adultas del tejido en el que se encuentran, por lo tanto se consideran células multipotenciales. En un individuo adulto se conocen hasta ahora alrededor de 20 tipos distintos de células madre, que son las encargadas de regenerar tejidos en continuo desgaste (como la piel o la sangre) o dañados (como el hígado). Su capacidad es más limitada para generar células especializadas. Las células madre hematopoyéticas de médula ósea (encargadas de la formación de la sangre) son las más conocidas y empleadas en la clínica desde hace tiempo. En la misma médula, aunque también en sangre del cordón umbilical, en sangre periférica y en la grasa corporal se ha encontrado otro tipo de célula madre, denominada mesenquimal que puede diferenciarse en numerosos tipos de células de los tres derivados embrionarios (musculares, vasculares, nerviosas, hematopoyéticas, óseas, etc.). Aunque aún no se ha podido determinar su relevancia fisiológica, se están realizando abundantes ensayos clínicos para sustituir tejidos dañados (corazón) por derivados de estas células.

Métodos de obtención de células madre

Existen diferentes técnicas para la obtención directa de células madre embrionarias y técnicas basadas en la reprogramación celular: Embriones crioconservados: La criopreservación o crioconservación es un método que utiliza nitrógeno líquido (-196 °C) para detener todas las funciones celulares y así poderlas conservar durante años. Estos embriones son procedentes de los tratamientos de reproducción humana asistida, que cuando se fecundan más de los necesarios pueden ser donados por los pacientes que se someten a este tratamiento.

Blastómeros individuales: Con esta técnica, probada primero en ratones y después en humanos, se consigue no destruir el embrión. Se utilizaron óvulos fecundados de ratón que se dejaron crecer hasta que tuviesen de 8 a 10 células. una de estas células se extrae y se cultiva. Con esta técnica se ha logrado obtener dos líneas celulares estables que mostraban un cariotipo normal y presentaban marcadores característicos de pluripotencialidad. El embrión del que se obtiene esta célula es completamente viable por lo que se puede implantar en un útero y seguir un desarrollo normal.

 Activación de ovocitos por transferencia nuclear somática: consiste en extraer un núcleo de un óvulo no fertilizado y sustituirlos por el núcleo de una célula somática adulta. Al encontrarse en un ambiente propicio, el citoplasma del óvulo, este núcleo es capaz de reprogramarse. Una ventaja de esta técnica es obtener células madre que contengan la misma dotación genética que el paciente y evitar así problemas de rechazo. Esta técnica sólo se ha realizado en animales, no en humanos. Las mutaciones producidas en el ADN de estas células adultas hacen que se produzcan problemas durante la desdiferenciación

 Partenogénesis: Este proceso reproductivo no se da en mamíferos. Sin embargo, la partenogénesis puede ser inducida en mamíferos mediante métodos químicos o físicos in vitro. Como resultado de esta activación, se obtiene una masa celular denominada partenote de las que se pueden aislar células pluripotenciales. Esta técnica sólo es aplicable en mujeres.