Las células en el cuerpo tienen propósitos específicos, pero las células madre son células que aún no tienen un papel específico y pueden convertirse en casi cualquier célula que se requiera.
Las células madre son células indiferenciadas que pueden convertirse en células específicas, ya que el cuerpo las necesita.
Los científicos y los médicos están interesados en las células madre, ya que ayudan a explicar cómo funcionan algunas funciones del cuerpo y cómo a veces salen mal.
Las células madre también son prometedoras para el tratamiento de algunas enfermedades que actualmente no tienen cura.
Índice
- 1 Fuentes de células madre
- 1.1 Células madre adultas
- 1.2 Células madre embrionarias
- 1.3 Células madre mesenquimales (MSC)
- 1.4 Células madre pluripotentes inducidas (iPS)
- 2 Tipos de células madre
- 3 Usos
- 3.1 Regeneración tisular
- 3.2 Tratamiento de enfermedades cardiovasculares
- 3.3 Tratamiento de la enfermedad cerebral
- 3.4 Terapia de deficiencia celular
- 3.5 Tratamientos de enfermedades de la sangre.
- 4 Donación o recolección de células madre
- 5 Investigación y descubrimiento científico.
- 6 Controversia
- 6.1 Uso de embriones para células madre.
- 6.2 Mezclando humanos y animales.
- 6.3 Terapia con células madre y regulación de la FDA.
Fuentes de células madre
Las células madre se originan a partir de dos fuentes principales: tejidos corporales adultos y embriones. Los científicos también están trabajando en formas de desarrollar células madre a partir de otras células, utilizando técnicas genéticas de “reprogramación”.
Células madre adultas
El cuerpo de una persona contiene células madre a lo largo de su vida. El cuerpo puede usar estas células madre cuando las necesite.
También llamadas células madre somáticas o específicas del tejido, las células madre adultas existen en todo el cuerpo desde el momento en que se desarrolla un embrión.
Las células están en un estado inespecífico, pero están más especializadas que las células madre embrionarias. Permanecen en este estado hasta que el cuerpo los necesita para un propósito específico, por ejemplo, como células de la piel o los músculos.
La vida diaria significa que el cuerpo está renovando constantemente sus tejidos. En algunas partes del cuerpo, como el intestino y la médula ósea , las células madre se dividen regularmente para producir nuevos tejidos corporales para su mantenimiento y reparación.
Las células madre están presentes dentro de diferentes tipos de tejido. Los científicos han encontrado células madre en los tejidos, incluyendo:
- el cerebro
- médula ósea
- sangre y vasos sanguíneos
- músculos esqueléticos
- piel
- el hígado
Sin embargo, las células madre pueden ser difíciles de encontrar. Pueden permanecer sin dividirse e inespecíficos por años hasta que el cuerpo los convoca para reparar o desarrollar nuevo tejido.
Las células madre adultas pueden dividirse o auto-renovarse indefinidamente. Esto significa que pueden generar varios tipos de células desde el órgano de origen o incluso regenerar el órgano original, por completo.
Esta división y regeneración son cómo cura una herida en la piel, o cómo un órgano como el hígado, por ejemplo, puede repararse a sí mismo después de un daño.
En el pasado, los científicos creían que las células madre adultas solo podían diferenciarse en función de su tejido de origen. Sin embargo, algunas pruebas ahora sugieren que también pueden diferenciarse para convertirse en otros tipos de células.
Células madre embrionarias
Desde la etapa más temprana del embarazo, después de que el esperma fertiliza el óvulo, se forma un embrión.
Alrededor de 3 a 5 días después de que un espermatozoide fecunda un óvulo, el embrión toma la forma de un blastocisto o bola de células.
El blastocisto contiene células madre y luego se implantará en el útero. Las células madre embrionarias provienen de un blastocisto de 4 a 5 días de edad.
Cuando los científicos toman células madre de embriones, generalmente son embriones adicionales que resultan de la fertilización in vitro (FIV).
En las clínicas de FIV, los médicos fertilizan varios huevos en un tubo de ensayo para garantizar que al menos uno sobreviva. Luego, implantarán un número limitado de óvulos para comenzar un embarazo.
Leer ahora > Los científicos crean el esófago humano en células madre primeroCuando un espermatozoide fertiliza un óvulo, estas células se combinan para formar una única célula llamada cigoto.
Este cigoto unicelular luego comienza a dividirse, formando 2, 4, 8, 16 células, y así sucesivamente. Ahora es un embrión.
Pronto, y antes de que el embrión se implante en el útero, esta masa de alrededor de 150 a 200 células es el blastocisto. El blastocisto consta de dos partes:
- una masa celular externa que se convierte en parte de la placenta
- una masa celular interna que se desarrollará en el cuerpo humano
La masa celular interna es donde se encuentran las células madre embrionarias. Los científicos llaman a estas células totipotentes. El término totipotente se refiere al hecho de que tienen un potencial total para desarrollarse en cualquier célula del cuerpo.
Con la estimulación adecuada, las células pueden convertirse en células sanguíneas, células de la piel y todos los otros tipos de células que un cuerpo necesita.
En el embarazo temprano, la etapa de blastocisto continúa durante aproximadamente 5 días antes de que el embrión se implante en el útero o matriz. En esta etapa, las células madre comienzan a diferenciarse.
Las células madre embrionarias pueden diferenciarse en más tipos de células que las células madre adultas.
Células madre mesenquimales (MSC)
Las MSC provienen del tejido conectivo o estroma que rodea los órganos del cuerpo y otros tejidos.
Los científicos han utilizado las MSC para crear nuevos tejidos corporales, como los huesos, cartílagos y células de grasa. Es posible que algún día desempeñen un papel en la resolución de una amplia gama de problemas de salud.
Células madre pluripotentes inducidas (iPS)
Los científicos crean estos en un laboratorio, utilizando células de la piel y otras células específicas de tejido. Estas células se comportan de manera similar a las células madre embrionarias, por lo que podrían ser útiles para desarrollar una variedad de terapias.
Sin embargo, se necesita más investigación y desarrollo.
Para cultivar células madre, los científicos primero extraen muestras de tejido adulto o un embrión. Luego colocan estas células en un cultivo controlado donde se dividirán y reproducirán, pero no se especializarán más.
Las células madre que se dividen y se reproducen en un cultivo controlado se llaman líneas de células madre.
Los investigadores manejan y comparten las líneas de células madre para diferentes propósitos. Pueden estimular las células madre para que se especialicen de una manera particular. Este proceso se conoce como diferenciación dirigida.
Hasta ahora, ha sido más fácil cultivar grandes cantidades de células madre embrionarias que las células madre adultas. Sin embargo, los científicos están progresando con ambos tipos de células.
Tipos de células madre
Los investigadores clasifican las células madre, según su potencial para diferenciarse en otros tipos de células.
Las células madre embrionarias son las más potentes, ya que su trabajo es convertirse en cada tipo de célula en el cuerpo.
La clasificación completa incluye:
Totipotente: estas células madre pueden diferenciarse en todos los tipos de células posibles. Las primeras células que aparecen cuando el cigoto comienza a dividirse son totipotentes.
Pluripotente: estas células pueden convertirse en casi cualquier célula. Las células del embrión temprano son pluripotentes.
Multipotente: estas células pueden diferenciarse en una familia de células estrechamente relacionada. Las células madre hematopoyéticas adultas, por ejemplo, pueden convertirse en glóbulos rojos y blancos o plaquetas.
Oligopotente: estos pueden diferenciarse en algunos tipos de células diferentes. Las células madre linfoides o mieloides adultas pueden hacer esto.
Unipotente: Estos solo pueden producir células de un tipo, que es su propio tipo. Sin embargo, todavía son células madre porque pueden renovarse. Los ejemplos incluyen células madre adultas del músculo.
Las células madre embrionarias se consideran pluripotentes en lugar de totipotentes porque no pueden formar parte de las membranas extraembrionarias o de la placenta.
Leer ahora > Los científicos crean el esófago humano en células madre primeroUsos
Las células madre en sí mismas no sirven para un solo propósito, pero son importantes por varias razones.
Primero, con la estimulación correcta, muchas células madre pueden asumir el papel de cualquier tipo de célula y pueden regenerar tejido dañado, en las condiciones adecuadas.
Este potencial podría salvar vidas o reparar heridas y daños en los tejidos en personas después de una enfermedad o lesión. Los científicos ven muchos usos posibles para las células madre.
Regeneración tisular
La regeneración de tejidos es probablemente el uso más importante de las células madre.
Hasta ahora, una persona que necesitaba un riñón nuevo, por ejemplo, tenía que esperar a un donante y luego someterse a un trasplante.
Hay una escasez de órganos donantes, pero al instruir a las células madre para que se diferencien de cierta manera, los científicos podrían usarlas para cultivar un órgano u tipo de tejido específico.
Como ejemplo, los médicos ya han usado células madre justo debajo de la superficie de la piel para producir tejido nuevo en la piel. Luego, pueden reparar una quemadura grave u otra lesión al injertar este tejido en la piel dañada, y la nueva piel volverá a crecer.
Tratamiento de enfermedades cardiovasculares
En 2013, un equipo de investigadores del Hospital General de Massachusetts informó en PNAS Early Edition que habían creado vasos sanguíneos en ratones de laboratorio, utilizando células madre humanas.
En las 2 semanas posteriores a la implantación de las células madre, se formaron redes de vasos perfundidos con sangre. La calidad de estos nuevos vasos sanguíneos era tan buena como los naturales cercanos.
Los autores esperaban que este tipo de técnica pudiera ayudar a tratar a las personas con enfermedades cardiovasculares y vasculares.
Tratamiento de la enfermedad cerebral
Los médicos podrían algún día usar células y tejidos de reemplazo para tratar enfermedades cerebrales, como el Parkinson y el Alzheimer.
En el Parkinson, por ejemplo, el daño a las células cerebrales conduce a movimientos musculares incontrolados. Los científicos podrían usar células madre para reponer el tejido cerebral dañado. Esto podría devolver las células cerebrales especializadas que detienen los movimientos musculares descontrolados.
Los investigadores ya han intentado diferenciar las células madre embrionarias en este tipo de células, por lo que los tratamientos son prometedores.
Terapia de deficiencia celular
Los científicos esperan que algún día puedan desarrollar células cardíacas sanas en un laboratorio que puedan trasplantar a personas con enfermedades cardíacas .
Estas nuevas células podrían reparar el daño cardíaco al repoblar el corazón con tejido sano.
De manera similar, las personas con diabetes tipo I podrían recibir células pancreáticas para reemplazar las células productoras de insulina que sus propios sistemas inmunitarios han perdido o destruido.
La única terapia actual es un trasplante de páncreas, y muy pocos páncreas están disponibles para el trasplante.
Tratamientos de enfermedades de la sangre.
Los médicos ahora usan habitualmente células madre hematopoyéticas adultas para tratar enfermedades, como la leucemia , la anemia de células falciformes y otros problemas de inmunodeficiencia.
Las células madre hematopoyéticas se producen en la sangre y en la médula ósea y pueden producir todos los tipos de células sanguíneas, incluidos los glóbulos rojos que transportan oxígeno y los glóbulos blancos que combaten las enfermedades.
Donación o recolección de células madre
Las personas pueden donar células madre para ayudar a un ser querido, o posiblemente para su propio uso en el futuro.
Las donaciones pueden provenir de las siguientes fuentes:
Médula ósea: estas células se toman bajo anestesia general, generalmente de la cadera o el hueso pélvico. Luego, los técnicos aíslan las células madre de la médula ósea para su almacenamiento o donación.
Células madre periféricas: una persona recibe varias inyecciones que hacen que su médula ósea libere células madre en la sangre. A continuación, se extrae sangre del cuerpo, una máquina separa las células madre y los médicos devuelven la sangre al cuerpo.
Leer ahora > Los científicos crean el esófago humano en células madre primeroSangre del cordón umbilical: las células madre se pueden extraer del cordón umbilical después del parto, sin dañar al bebé. Algunas personas donan la sangre del cordón umbilical y otras la almacenan.
Esta recolección de células madre puede ser costosa, pero las ventajas para futuras necesidades incluyen:
- las células madre son fácilmente accesibles
- menos posibilidades de que el tejido trasplantado sea rechazado si proviene del propio cuerpo del receptor
Investigación y descubrimiento científico.
Las células madre son útiles no solo como terapias potenciales sino también para fines de investigación.
Por ejemplo, los científicos han descubierto que la activación o desactivación de un gen en particular puede hacer que se diferencie. Saber esto les ayuda a investigar qué genes y mutaciones causan qué efectos.
Armados con este conocimiento, pueden descubrir qué causa una amplia gama de enfermedades y afecciones, algunas de las cuales aún no tienen cura.
La división celular anormal y la diferenciación son responsables de las condiciones que incluyen el cáncer y las discapacidades congénitas que surgen desde el nacimiento. Saber qué causa que las células se dividan de manera incorrecta podría conducir a una cura.
Las células madre también pueden ayudar en el desarrollo de nuevos fármacos. En lugar de probar medicamentos en voluntarios humanos, los científicos pueden evaluar cómo un medicamento afecta el tejido normal y sano probándolo en tejido que crece de células madre.
Controversia
Ha habido cierta controversia sobre la investigación con células madre. Esto se relaciona principalmente con el trabajo en células madre embrionarias.
Uso de embriones para células madre.
El argumento en contra del uso de células madre embrionarias es que destruye un blastocisto humano, y el huevo fertilizado no puede convertirse en una persona.
Hoy en día, los investigadores están buscando formas de crear o usar células madre que no involucren embriones.
Mezclando humanos y animales.
La investigación con células madre a menudo implica la inserción de células humanas en animales, como ratones o ratas. Algunas personas argumentan que esto podría crear un organismo que es en parte humano.
En algunos países, es ilegal producir líneas de células madre embrionarias. En los Estados Unidos, los científicos pueden crear o trabajar con líneas de células madre embrionarias, pero es ilegal usar fondos federales para investigar líneas de células madre que se crearon después de agosto de 2001.
Terapia con células madre y regulación de la FDA.
Algunas personas ya están ofreciendo “terapias con células madre” para una variedad de propósitos, como los tratamientos antienvejecimiento.
Sin embargo, la mayoría de estos usos no tienen la aprobación de la Administración de Drogas y Alimentos de los Estados Unidos (FDA) . Algunos de ellos pueden ser ilegales y otros pueden ser peligrosos.
Cualquier persona que esté considerando un tratamiento con células madre debe verificar con el proveedor o con la FDA que el producto cuenta con la aprobación y que se realizó de una manera que cumpla con los estándares de la FDA en cuanto a seguridad y eficacia.
Referencias:
- La FDA advierte sobre las terapias con células madre. (2017, 16 de noviembre). Obtenido de https://www.fda.gov/ForConsumers/ConsumerUpdates/ucm286155.htm
- Kusuma, S., Shen, Y.- I., Hanjaya-Putra, D., Mali, P., Cheng, L., y Gerecht, S. (2013, 15 de julio). Redes vasculares autoorganizadas de células madre pluripotentes humanas en una matriz sintética. PNAS . Obtenido de http://www.pnas.org/content/pnas/early/2013/07/10/1306562110.full.pdf
- Fundamentos de células madre I. (2016). Obtenido de https://stemcells.nih.gov/info/basics/1.htm
- Fundamentos de células madre V. (2016). Obtenido de https://stemcells.nih.gov/info/basics/5.htm
- Fundamentos de las células madre VII. (2016). Obtenido de https://stemcells.nih.gov/info/basics/7.htm
- Células madre. (29 de marzo de 2016). Obtenido de https://medlineplus.gov/stemcells.html
- Tipos de células madre. (Dakota del Norte). Obtenido de http://www.closerlookatstemcells.org/learn-about-stem-cells/types-of-stem-cells
- ¿Cómo es donar células madre? (2016, 11 de mayo). Obtenido de https://www.cancer.org/treatment/treatments-and-side-effects/treatment-types/stem-cell-transplant/donors.html
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