Las células madre, con su capacidad de transformación, parecen ser un maravilloso remedio para muchas enfermedades. Descubra qué son las células madre, qué enfermedades se utilizan actualmente para tratar las células madre y cuáles son las perspectivas de desarrollo de la terapia con células madre. ¿De dónde viene el escepticismo de los especialistas?
Las células madre tienen la capacidad de transformarse en otros tipos de células. La terapia con células madre es sin duda uno de los conceptos más atractivos y prometedores de la medicina moderna. Parecería que la lista de sus aplicaciones médicas debería ser interminable: reparación de tejidos dañados, crecimiento de órganos de reemplazo ...
Pero los hechos son diferentes. Aunque los orígenes de la investigación con células madre tuvieron lugar en la década de 1960, hasta ahora su uso se limita a unas pocas indicaciones bien definidas.
Existen muchas ideas para el uso de las células madre, sin embargo, introducirlas en el uso clínico está limitado por una serie de factores, entre los que destaca la cuestión de la seguridad de este tipo de terapia.
¿Qué son las células madre?
Las células madre son esenciales para la formación del cuerpo humano. En las primeras etapas de desarrollo, el embrión humano está compuesto en su totalidad por células madre. Con el tiempo, sufren cambios, dando lugar a todas las líneas celulares que componen el cuerpo humano.
El segundo papel importante de las células madre es colonizar algunos tejidos de un organismo maduro y actuar como "almacén". Si es necesario, pueden transformarse en células de un tejido determinado que mueren o se dañan. Sin embargo, esto solo es posible con ciertos tejidos.
Por lo tanto, las células madre son aquellas que tienen la capacidad de transformarse en otros tipos de células más especializadas.
La característica más importante de las células madre que las distingue de otras células es cómo se dividen.
Durante la división, una célula madre puede diferenciarse, es decir, crear una célula hija de un tipo específico (por ejemplo, un músculo, un nervio o una célula epitelial).
Existen diferentes tipos de células madre, dependiendo de su naturaleza: algunas pueden transformarse en cualquier tipo de célula hija, mientras que otras solo son capaces de producir células que componen un cierto tipo de tejido (más sobre esto a continuación).
La segunda característica importante de las células madre también está relacionada con su división. Durante la formación de una célula hija, la célula madre no desaparece sin dejar rastro. En el proceso de división, se forma una célula madre más, idéntica a la "célula madre".
Por lo tanto, el efecto de una división de células madre es una célula madre y una célula hija especializada.
Este mecanismo se llama autorrenovación. Gracias a él, las células madre no se "desgastan" y no permiten que disminuya el tamaño de su grupo.
Tipos de células madre
Como ya se mencionó, las células madre pueden transformarse en otros tipos de células cuando se dividen. ¿Puede cualquier célula madre convertirse entonces en una célula hija? Bueno no.
Las células madre se dividen en cuatro subgrupos, según la amplitud del espectro de células que pueda surgir de su división.
Las células madre que forman el embrión humano pueden dar lugar a todo tipo de líneas celulares. A su vez, algunas células madre que habitan en los tejidos de un ser humano adulto solo pueden transformarse en un tipo de células estrictamente definido que construyen un tejido determinado.
La división de las células madre debido a la posibilidad de crear una variedad de células hijas es la siguiente:
- células madre totipotentes
Son células con el mayor potencial de diferenciación y pueden transformarse en cualquier tipo de células hijas. Las células totipotentes forman un cigoto (una célula resultante de la fertilización de un óvulo por un espermatozoide) y un embrión en las primeras etapas de su desarrollo. Todo tipo de células que componen el cuerpo humano se pueden crear a partir de células totipotentes.
- células madre pluripotentes
Las células pluripotentes también pueden transformarse en muchos tipos de células. Sin embargo, las células placentarias son una excepción. Las células pluripotentes forman el llamado nodo embrionario, que es una de las estructuras formadas en la primera semana de desarrollo del embrión.
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Las células pluripotentes del nodo embrionario dan lugar a tres de los llamados las capas germinales, a partir de las cuales se desarrollan posteriormente todos los tejidos de nuestro organismo. Aunque los nombres de las capas germinales suenan un poco complicados (ectodermo, mesodermo y endodermo), todos conocen los tejidos que se forman a partir de ellos.
El ectodermo forma la piel y el sistema nervioso, el mesodermo forma los sistemas circulatorio y musculoesquelético, y el endodermo forma el sistema respiratorio y la mayor parte del sistema digestivo.
- células madre multipotentes
Las células multipotentes son un grupo de células madre con un potencial de diferenciación ligeramente más estrecho. Si bien todavía pueden producir varios tipos de células, generalmente son células de un tipo similar. El ejemplo emblemático de las células de este subgrupo son las células multipotentes de la médula ósea, también conocidas como células madre hematopoyéticas. Pueden transformarse en cualquier célula sanguínea, como eritrocitos o diferentes tipos de leucocitos. Sin embargo, no pueden producir las células que forman otros tejidos.
- células madre unipotentes
Este tipo de célula solo puede convertirse en un tipo de hija. Por lo general, las células unipotentes actúan como reservorio para la renovación y reparación de los tejidos adultos. Un ejemplo de células unipotentes son las células madre epidérmicas, que se encuentran en la piel humana.
¿Dónde se pueden obtener las células madre?
La obtención de células madre es básicamente posible de dos formas.
Su primera fuente es el embrión humano del que se aíslan las llamadas células madre embrionarias. Se trata de células de naturaleza totipotente o pluripotente, y por tanto capaces de diferenciarse en todo tipo de tejidos.
El segundo tipo de célula madre se llama células madre somáticas (o células madre "adultas"). Este tipo de célula proviene, como su nombre indica, del cuerpo humano adulto.
En condiciones normales, estas son células que habitan varios órganos.
- médula
- músculos
- el hígado
- la piel
- vasos sanguineos
En estos órganos, las células madre actúan como reservorios, lo que permite la regeneración de los tejidos dañados.
No es difícil adivinar que las células madre somáticas tienen un potencial de diferenciación más limitado que las de las células madre embrionarias. Las células que provienen de un organismo adulto son multipotentes o unipotentes, es decir, pueden transformarse en células de un tipo similar o incluso en un solo tipo de células hijas.
Encontrar y obtener células madre somáticas en un cuerpo adulto es todo un desafío. La cantidad de estas células en los tejidos es muy pequeña.
Una vez recolectadas, son muy difíciles de cultivar en condiciones de laboratorio, por lo que es difícil obtener cantidades mayores.
Hasta ahora, las células madre adultas solo se obtienen de unas pocas fuentes. Para las células madre hematopoyéticas, estas son:
- médula
- Sangre periférica
- sangre del cordón umbilical
A su vez, a partir del tejido adiposo y la médula ósea se pueden obtener los denominados células madre mesenquimales. Pueden transformarse en diferentes tipos de tejido:
- hueso
- de cartílago
- músculo
- tejido graso
Las terapias con el uso de células madre mesenquimales aún se encuentran en la fase de investigación; su seguridad y efectividad no se han confirmado hasta ahora.
Vale la pena mencionar un tipo más de células madre, que es una especie de híbrido de los dos anteriores. Se llama células madre pluripotentes inducidas.
Se trata de células madre obtenidas de un organismo adulto que han sido reprogramadas en un laboratorio para darles las características de células germinales.
Usos actuales de las células madre
Dado que ya conocemos los tipos y posibilidades de diferenciación de las células madre, la pregunta sigue siendo: ¿cuáles de ellas y cómo se utilizan en medicina?
- células madre embrionarias
Las células madre embrionarias no están aprobadas para ningún tipo de terapia. ¿Por qué? A continuación se presentan algunas razones.
En primer lugar, su uso implica dilemas éticos. Las células madre embrionarias se obtienen de embriones destinados a fines de investigación, la mayoría de las veces se crean durante los procedimientos de fertilización in vitro. Las cuestiones éticas son uno de los factores que limitan el avance de la investigación sobre las células madre obtenidas de esta forma.
El segundo obstáculo para el uso de células germinales es puramente científico. Son células con gran potencial de diferenciación que pueden transformarse en cualquier tipo de células hijas. Hasta ahora, no se ha encontrado ningún método para controlar su comportamiento.
Las células madre embrionarias, después de implantarse en el cuerpo humano, forman tumores compuestos por varias células dispuestas al azar. Estos tipos de tumores se denominan teratomas (teratoma latino). Buscamos constantemente formas de dirigir las células germinales de tal manera que se transformen en el tejido deseado.
El uso de células madre embrionarias también está asociado con el riesgo de rechazo, ya que constituyen material extraño (similar a un trasplante de órgano de un donante no familiar).
El riesgo es mucho menor cuando se utilizan células madre adultas que son donadas y recibidas por el mismo paciente. Este procedimiento se llama trasplante autólogo.
- células madre adultas
Aunque el uso de células madre adultas también está asociado con muchas limitaciones, hasta ahora solo este tipo de células madre se ha utilizado en medicina. La obtención de células madre adultas no requiere cultivo de embriones, por lo que plantea muchos menos dilemas morales. Las células madre adultas se utilizan en los siguientes tipos de terapia:
- trasplante de células madre hematopoyéticas
El trasplante de células madre hematopoyéticas es actualmente la única terapia de rutina con células madre que se utiliza con éxito en todo el mundo. La llamada Los trasplantes de médula ósea son un método para tratar muchas enfermedades hematológicas.
Primero, se usan en pacientes con inmunodeficiencias primarias, es decir, anomalías hereditarias en el sistema inmunológico. Un trasplante de médula ósea es a menudo la única forma de que obtengan células inmunitarias que funcionen correctamente.
El segundo grupo de pacientes que pueden requerir un trasplante de células madre hematopoyéticas son aquellos cuya médula ósea ha sido destruida, por ejemplo, como resultado de un tratamiento agresivo contra el cáncer.
Tal situación puede ser deseable en el caso de cánceres sanguíneos (por ejemplo, leucemias), donde el objetivo de la terapia es destruir el sistema hematopoyético cubierto por el proceso neoplásico y su posterior reconstrucción con la ayuda de células madre implantadas.
- tratamiento de heridas extensas utilizando células madre epidérmicas
Las células madre epidérmicas son una forma de curar heridas a gran escala, como quemaduras.
Todo el procedimiento es el siguiente: primero, se recolectan células madre epidérmicas de un fragmento de piel sana del paciente.
Luego, estas células se someten a cultivo de laboratorio en condiciones que permiten su multiplicación extensiva.
Después de obtener el número apropiado de células, se colocan sobre la superficie de la herida.
Una ventaja adicional de la terapia es que el cuerpo del paciente no puede rechazar tal "vendaje": estaba hecho de sus propias células.
- tratamiento oftálmico con el uso de células madre del limbo corneal
Hace relativamente poco tiempo que se aprobó otra terapia que utiliza células madre. Es un fármaco que contiene células madre del limbo corneal, lo que permite la reconstrucción del epitelio corneal (la capa frontal externa del globo ocular).
Como en el caso anterior, la "fuente" de células es el propio paciente, y más concretamente su ojo sano.
Una vez recolectadas las células madre, se multiplican en el laboratorio y luego se administran al ojo afectado. Una indicación para el uso de la terapia es la deficiencia de células madre del limbo corneal, por ejemplo debido al daño de una sustancia química.
El futuro de las células madre
El texto anterior resume los usos actuales y, como puede ver, muy limitados de las células madre en medicina.
La investigación en esta área es compleja y las células madre todavía plantean más preguntas que respuestas.
De vez en cuando en el mundo científico hay información sobre los descubrimientos importantes relacionados con ellos, pero desafortunadamente en muchos casos resulta que los resultados de la investigación publicada no son ciertos.
Este fue el caso, por ejemplo, en el caso de un fuerte intento de implantar células madre de la médula ósea en la cicatriz posterior al infarto en el músculo cardíaco. Los supuestos resultados positivos de dicha terapia desencadenaron una avalancha de ensayos adicionales en otros centros clínicos, pero todos los experimentos terminaron finalmente en un fracaso.
Todavía se necesitan muchos años de investigación para utilizar con éxito y seguridad las células madre en la medicina.
Los científicos están constantemente tratando de averiguar más sobre los mecanismos inusuales de su funcionamiento.
¿Qué factores influyen en el proceso de diferenciación de células madre?
¿Es este proceso controlable?
¿Qué hacer para poder multiplicarlos eficazmente?
¿Cuáles de las enfermedades incurables hasta ahora tienen posibilidades de curarse con esta terapia?
Estas y muchas otras preguntas se investigan constantemente.
Vale la pena mencionar aquí que, si bien los usos terapéuticos de las células madre son limitados, son útiles en otras áreas de la medicina.
Un ejemplo es el estudio de los procesos neoplásicos. Las células madre permiten simular un proceso de este tipo en condiciones de laboratorio y luego probar terapias potenciales con ellas (por ejemplo, nuevos medicamentos contra el cáncer).
Las líneas de trabajo de investigación de células madre en curso incluyen, por ejemplo, su uso en:
- enfermedades neurodegenerativas (por ejemplo, enfermedad de Alzheimer)
- lesiones de la médula espinal
- lesiones del sistema musculoesquelético
y finalmente, intentos de reconstruir órganos completos (por ejemplo, páncreas en la diabetes tipo I).
Debemos ser conscientes de que las células madre no son una panacea, y que cada aplicación potencial se investiga de forma independiente y debe someterse a una serie de ensayos clínicos antes de su aprobación.
Finalmente, también vale la pena advertir contra las "clínicas" que ofrecen terapia con células madre sin autorización alguna.
Este tipo de experimentos terminan en pérdidas de dinero en el mejor de los casos y de salud e incluso de vida en el peor.
Bibliografía:
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- "Biología de las células madre: una descripción general" P. Chagastelles, N. Nardi, Kidney Int Suppl (2011). 2011 Sep; 1 (3): 63–67.
- "Células madre en la córnea" Hertsenberg AJ, Funderburgh JL. Prog Mol Biol Transl Sci. 2015; 134: 25-41
- "Células madre en la regeneración de la piel, la curación de heridas y sus aplicaciones clínicas" Ojeh N. et.al. Int J Mol Sci. 2015 octubre 23; 16
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