Células madre: La creación al alcance de la mano

Las células madre son un tipo de células indiferenciadas que son capaces de diferenciarse en tipos celulares especializados. Comúnmente, las células madre provienen de dos fuentes principales:

• Los embriones formados durante la fase de blastocisto del desarrollo embrionario (células madre embrionarias) .
• Tejidos adultos (células madre adultas).

Ambos tipos se caracterizan generalmente por su potencia, o el potencial de diferenciarse(convertirse) en diferentes tipos de células (como la piel, músculo, hueso, etc.)

Las células madre adultas

Las células madre somáticas o de adulto existen en todo el cuerpo después del desarrollo embrionario y se encuentran dentro de los diferentes tipos de tejido. Estas células madre se han encontrado en tejidos como el cerebro, la médula ósea, la sangre, los vasos sanguíneos, los músculos del esqueleto, la piel y el hígado. Ellas permanecen en un estado de reposo o de no división-por años hasta que son activadas por una enfermedad o lesión en los tejidos.

Las células madre adultas se pueden dividir o autorrenovarse indefinidamente, lo que les permite generar una amplia gama de tipos de células del órgano de origen e incluso regenerar el órgano original completo. En general se cree que las células madre adultas están limitados en su capacidad para diferenciar en función de su tejido de origen, pero hay cierta evidencia que sugiere que puede diferenciar a convertirse en otros tipos celulares.

Las células madre embrionarias

Las células madre embrionarias se obtienen de un embrión humano de cuatro o cinco días de edad que está en la fase de blastocisto en desarrollo. Los embriones son por lo general los extras que se han creado en la FIV (fertilización in vitro) clínicas donde varios óvulos se fertilizan en un tubo de ensayo, pero sólo uno se implanta en una mujer.

La reproducción sexual comienza cuando el esperma de un macho fertiliza el óvulo de una mujer (huevo) para formar una sola célula llamada cigoto. La célula de un solo cigoto comienza una serie de divisiones, formando 2, 4, 8, 16 células, etc Después de cuatro a seis días - antes de la implantación en el útero - esta masa de células se llama blastocisto. El blastocisto se compone de una masa celular interna (embrioblasto) y una masa celular externa (trofoblasto). La masa celular externa se convierte en parte de la placenta, y la masa celular interna es el conjunto de células que se diferencian para convertirse en todas las estructuras de un organismo adulto. Esta masa es la última fuente de células madre embrionarias - las células totipotentes (células con el potencial total de transformarse en cualquier célula en el cuerpo).

En un embarazo normal, la fase de blastocisto continúa hasta la implantación del embrión en el útero, en cuyo punto se refiere al embrión como un feto. Esto suele ocurrir a finales de la semana 10 de la gestación después que todos los órganos principales del cuerpo se han creado.

Sin embargo, al extraer las células madre embrionarias, el estado de blastocisto señala el momento para aislar las células madre mediante la colocación de la "masa celular interna" del blastocisto en un plato de cultivo que contiene un caldo rico en nutrientes. A falta de la estimulación necesaria para diferenciar, empiezan a dividirse y replicarse a la vez que mantienen su capacidad de convertirse en cualquier tipo de célula del cuerpo humano. Con el tiempo, estas células no diferenciadas pueden ser estimuladas para crear células especializadas.

Cultivos de células madre

Las células madre son extraídas tanto de tejidos adultos como de la división de un cigoto en una placa de cultivo. Una vez extraídos, los científicos colocan las células en un cultivo controlado más especializado que les inhibe la diferenciación, pero por lo general les permite dividirse y reproducirse. El proceso de crecimiento de un gran número de células madre embrionarias ha sido más fácil en comparación con las células madre adultas, pero se están haciendo progresos para ambos tipos de células.


Potencialidad

Las células madre se clasifican por su potencial de diferenciarse en otros tipos de células. Las células madre embrionarias son las más potentes, ya que pueden convertirse en cualquier tipo de célula del cuerpo. La clasificación completa incluye:

• Totipotentes - la capacidad de diferenciarse en todos los tipos de células posibles. Algunos ejemplos son el cigoto formado en la fertilización de los huevos y las primeras células que resultan de la división del cigoto.
• Pluripotente - la capacidad de diferenciarse en casi todos los tipos de células. Algunos ejemplos son las células madre embrionarias y las células que se derivan del mesodermo, endodermo y ectodermo las cuales son capas germinales que se forman en las etapas iniciales de la diferenciación de células madre embrionarias.
• Multipotentes - la capacidad de diferenciarse en una familia estrechamente relacionada con las células. Los ejemplos incluyen hematopoyéticas (adultos) las células madre que pueden convertirse en glóbulos rojos y blancos o plaquetas.
• Oligopotentes - la capacidad de diferenciarse en unas pocas células. Los ejemplos incluyen (adulto) linfoide o mieloide las células madre.
• Unipotentes - la capacidad de producir sólo las células de su propio tipo, pero tienen la característica de auto-renovación necesaria para ser calificadas de células madre. Los ejemplos incluyen (adultos) las células madre de músculo.

Las células madre embrionarias son consideradas pluripotentes en lugar de totipotentes, ya que no tienen la capacidad de convertirse en parte de las membranas extra-embrionarias o la placenta.


Video de como funcionan las células madre

Identificación de células madre

Aunque no hay acuerdo total entre los científicos de cómo identificar las células madre, la mayoría de pruebas se basan en asegurar que las células madre se diferencian y sean capaces de auto-renovación. Las pruebas se han llevado a cabo en el laboratorio para verificar estas propiedades.

Una manera de identificar las células madre en un laboratorio, y el procedimiento estándar para la prueba de médula ósea o de células madre hematopoyéticas (HSC), es mediante el trasplante de una célula extraída de un individuo sin HSC. Si la célula madre produce nueva sangre y células inmunes, se demuestra su potencial.

Los ensayos de clonación (un procedimiento de laboratorio) se puede también emplear in vitro para comprobar si las células individuales pueden diferenciarse y auto-renovación. Los investigadores también podrán examinar las células bajo un microscopio para ver si están sanas y no diferenciadas o pueden examinar los cromosomas.

Para probar si las células madre embrionarias son pluripotentes, los científicos permiten que las células se diferencian espontáneamente en cultivo celular, manipular las células para que se diferencian para formar los tipos específicos de células, o inyectar las células en un ratón inmunodeprimido para detectar la formación de un teratoma (un tumor benigno que contiene una mezcla de células diferenciadas).

La investigación con células madre

Los científicos y los investigadores están interesados en las células madre por varias razones. Aunque las células madre no sirven para ninguna función, muchas tienen la capacidad para atender a cualquier otra función después de que se instruye a especializarse. Cada célula en el cuerpo, por ejemplo, se deriva de las primeras pocas células madre formadas en las etapas tempranas del desarrollo embrionario. Por lo tanto, las células madre extraídas de embriones pueden ser inducidas a convertirse en cualquier tejido celular deseado. Esta propiedad hace que las células madre sean lo suficientemente valiosas como para regenerarse del tejido dañado en las condiciones adecuadas.

Órganos y la regeneración de tejidos

La regeneración del tejido es probablemente la posible aplicación más importante de la investigación con células madre. En la actualidad, los órganos deben ser donados y trasplantados, pero la demanda de órganos supera con creces la oferta. Las células madre podrían ser utilizadas para el cultivo de un tipo particular de tejido u órgano si se dirige a diferenciar de una manera determinada. Las células madre que se encuentran justo debajo de la piel, por ejemplo, se han utilizado para diseñar nuevos tejidos de la piel que pueden ser injertados sobre las víctimas de quemaduras.

Tratamiento de las enfermedades del cerebro

Además, las células y tejidos de reemplazo se pueden utilizar para tratar la enfermedad del cerebro como el Parkinson y el Alzheimer mediante la reposición del tejido dañado, trayendo de vuelta las células cerebrales especializadas que mantienen los músculos en movimiento. Las células madre embrionarias han sido recientemente dirigidas a diferenciarse en este tipo de células, y así que los tratamientos son prometedores.

Terapia de la deficiencia celular

Las células sanas del corazón desarrolladas en un laboratorio pueden que algún día sean trasplantadas a pacientes con enfermedades del corazón, repoblar el corazón con el tejido sano. Del mismo modo, las personas con diabetes tipo I pueden recibir las células pancreáticas para sustituir a las células productoras de insulina que se han perdido o destruido por el propio sistema inmunológico del paciente. El único tratamiento actual es el trasplante de páncreas, y es poco probable que se produzca debido a las pequeñas cantidades de páncreas disponibles para el trasplante.

Tratamientos de enfermedades de la sangre

Las células madre hematopoyéticas de adultos que se encuentran en la sangre y la médula ósea se han utilizado durante años para tratar enfermedades tales como leucemia, anemia de células falciformes y otras inmunodeficiencias. Estas células son capaces de producir todos los tipos de células sanguíneas, como los glóbulos rojos que transportan oxígeno a los glóbulos blancos que luchan contra las enfermedades. Las dificultades se presentan en la extracción de estas células a través del uso de la invasión de los trasplantes de médula ósea de las células madre hematopoyéticas. Sin embargo también se han encontrado en el cordón umbilical y la placenta. Esto ha llevado a algunos científicos a la creación de un banco de sangre de cordón umbilical para que estas poderosas células sean fáciles de obtener y así lograr disminuir las posibilidades de la terapia de rechazo del cuerpo humano.


Fuente:www.medicalnewstoday.com