¿Qué son las células madre y qué hacen?
Las células del cuerpo tienen propósitos específicos, pero las células madre son células que aún no tienen una función específica y pueden convertirse en casi cualquier célula que se requiera.
Las células madre son células indiferenciadas que pueden convertirse en células específicas, según las necesidades del cuerpo.
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 fallan.
Las células madre también son prometedoras para el tratamiento de algunas enfermedades que actualmente no tienen cura.
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 de "reprogramación" genética.
Células madre adultas
Las células madre pueden convertirse en cualquier tipo de célula antes de diferenciarse.
El cuerpo de una persona contiene células madre durante toda su vida. El cuerpo puede utilizar estas células madre siempre que las necesite.
También llamadas células madre somáticas o específicas de tejido, las células madre adultas existen en todo el cuerpo desde el momento en que se desarrolla el embrión.
Las células se encuentran en un estado inespecífico, pero son 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 del músculo.
La vida cotidiana significa que el cuerpo renueva 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 tejidos, que incluyen:
- 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 división y no específicos durante años hasta que el cuerpo los llama para reparar o hacer crecer tejido nuevo.
Las células madre adultas pueden dividirse o autorrenovarse indefinidamente. Esto significa que pueden generar varios tipos de células a partir del órgano de origen o incluso regenerar el órgano original por completo.
Esta división y regeneración es la forma en que se 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 pueden diferenciarse para convertirse también 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.
Aproximadamente de 3 a 5 días después de que un espermatozoide fertiliza 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 que tiene entre 4 y 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 óvulos en un tubo de ensayo para asegurarse de que al menos uno sobreviva. Luego, implantarán una cantidad limitada de óvulos para comenzar un embarazo.
Cuando un espermatozoide fertiliza un óvulo, estas células se combinan para formar una sola célula llamada cigoto.
Este cigoto unicelular comienza a dividirse, formando 2, 4, 8, 16 células, etc. 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 convertirá en el cuerpo humano
La masa celular interna es donde se encuentran las células madre embrionarias. Los científicos las llaman células totipotentes. El término totipotente se refiere al hecho de que tienen un potencial total para convertirse en cualquier célula del cuerpo.
Con la estimulación adecuada, las células pueden convertirse en células sanguíneas, células de la piel y todos los demás tipos de células que el cuerpo necesita.
Al principio del embarazo, 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 CMM 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 huesos, cartílagos y células grasas. Es posible que algún día desempeñen un papel en la solución de una amplia gama de problemas de salud.
Células madre pluripotentes inducidas (iPS)
Los científicos los crean 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 de 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 reproducen en un cultivo controlado se denominan línea de células madre.
Los investigadores administran y comparten líneas de células madre para diferentes propósitos. Pueden estimular a 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 una gran cantidad de células madre embrionarias que 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 todos los tipos de células del 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 relacionadas. Las células madre hematopoyéticas adultas, por ejemplo, pueden convertirse en glóbulos rojos y blancos o plaquetas.
Oligopotente: estos pueden diferenciarse en unos pocos 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, siguen siendo células madre porque pueden renovarse por sí mismas. Los ejemplos incluyen células madre musculares adultas.
Las células madre embrionarias se consideran pluripotentes en lugar de totipotentes porque no pueden formar parte de las membranas extraembrionarias o de la placenta.
Usos
Las células madre en sí mismas no tienen un único propósito, pero son importantes por varias razones.
En primer lugar, con la estimulación adecuada, muchas células madre pueden asumir el papel de cualquier tipo de célula y pueden regenerar el tejido dañado en las condiciones adecuadas.
Este potencial podría salvar vidas o reparar heridas y daños en los tejidos de las personas después de una enfermedad o lesión. Los científicos ven muchos usos posibles de las células madre.
Regeneración de tejidos
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 de donantes pero, al instruir a las células madre para que se diferencien de cierta manera, los científicos podrían usarlas para hacer crecer un tipo de tejido u órgano específico.
Por ejemplo, los médicos ya han utilizado células madre que se encuentran justo debajo de la superficie de la piel para producir tejido cutáneo nuevo. Luego, pueden reparar una quemadura grave u otra lesión injertando este tejido en la piel dañada, y la piel nueva 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.
Dos semanas después de la implantación de las células madre, se habían formado redes de vasos sanguíneos perfundidos. La calidad de estos nuevos vasos sanguíneos era tan buena como la de los naturales cercanos.
Los autores esperaban que este tipo de técnica pudiera eventualmente ayudar a tratar a personas con enfermedades cardiovasculares y vasculares.
Tratamiento de enfermedades cerebrales
Es posible que algún día los médicos puedan utilizar 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 traer de vuelta las células cerebrales especializadas que detienen los movimientos musculares incontrolados.
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 inmunológicos han perdido o destruido.
La única terapia actual es un trasplante de páncreas y muy pocos páncreas están disponibles para trasplante.
Tratamientos para enfermedades de la sangre
Los médicos ahora usan de manera rutinaria células madre hematopoyéticas adultas para tratar enfermedades, como leucemia, anemia de células falciformes y otros problemas de inmunodeficiencia.
Las células madre hematopoyéticas se encuentran en la sangre y 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.
Donar o recolectar 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 del 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 a la sangre. A continuación, se extrae sangre del cuerpo, una máquina separa las células madre y los médicos devuelven la sangre al cuerpo.
Sangre del cordón umbilical: las células madre se pueden recolectar 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 las necesidades futuras incluyen:
- las células madre son de fácil acceso
- 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 con fines de investigación.
Por ejemplo, los científicos han descubierto que activar o desactivar 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, es posible que puedan descubrir qué causa una amplia gama de enfermedades y afecciones, algunas de las cuales aún no tienen cura.
La división y diferenciación celular anormal son responsables de afecciones que incluyen cáncer y discapacidades congénitas que se derivan del 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 medicamentos. En lugar de probar medicamentos en voluntarios humanos, los científicos pueden evaluar cómo un medicamento afecta el tejido normal y sano probándolo en tejido cultivado a partir de células madre.
Video: ¿Qué son las células madre?
Mire el video para obtener más información sobre las células madre.
Controversia
Ha habido cierta controversia sobre la investigación con células madre. Esto se relaciona principalmente con el trabajo con 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 óvulo fertilizado no puede convertirse en una persona.
Hoy en día, los investigadores están buscando formas de crear o utilizar células madre que no involucren a los embriones.
Mezcla de 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 sea 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 utilizar fondos federales para investigar líneas de células madre creadas después de agosto de 2001.
Terapia con células madre y regulación de la FDA
Algunas personas ya ofrecen “terapias con células madre” para una variedad de propósitos, como tratamientos anti-envejecimiento.
Sin embargo, la mayoría de estos usos no cuentan con 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.
Cualquiera que esté considerando el tratamiento con células madre debe verificar con el proveedor o con la FDA que el producto tiene aprobación y que se fabricó de manera que cumpla con los estándares de seguridad y efectividad de la FDA.
