monografia celulas madres
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2012
Monografía
Unprg-Biologia
02/10/2012
CELULAS MADRES
ALUMNO:
Chafloque Capuñay Fernando
DOCENTE
Vásquez García Antero
Universidad Nacional
Pedro Ruiz Gallo
CELULAS MADRES Página 1
A mis padres por su consideración
y apoyo incondicional, que es lo que
meimpulsa a seguir adelante y lograr
todos mis objetivos.
A nuestro profesor quien en las
aulas nos imparte el conocimiento
necesario para el buen desarrollo
de nuestrotrabajo
CELULAS MADRES Página 2
A todas aquellas personas que hicieron posible el desarrollo de este
trabajo, en especial a los profesores del área de biología general , por
su constancia y tenacidad demostrada en la búsqueda de información
y a todo aquel que me brindó su apoyo incondicional.
CELULAS MADRES Página 3
I Introducción………………………………………………………………………...….8
II Definición……………………………………………………………………………..9
III Descubrimiento…………………………………………………………….….…..…10
IV Origen………………………………………………………………………………….11
V Clasificación…………………………………………………………………….……13
CélulasEmbrionarias……………...…………………………………………
Células Adultas………………………………….…………………..………...
Células Fetales…………………………………………..……………….……
VI Potencial de Células Madre………………………………………………….….....16
Células Totipotenciales…………………………………………………….
Células Pluripotenciales……………………………………………….……
Células Multipotenciales……………………………………………….…...
CELULAS MADRES Página 4
VII Aplicaciones potenciales de las Células Madre…………………….………….20
Plasticidad Celular___________________________________________
Reprogramación Celular____________________________________
Fuentes de Células Madre…………………………………….………….…………
Diferenciaciones de Células Madre……………………………………….……..23
La diferenciación aumenta la eficiencia de las células, pero las convierte en
dependientes unas de otras………………………..….…...
En los animales la diferenciación celular comienza en la fase embrionaria de
gástrula………...……………………………………………
Diferenciación y Potencialidad……………………………………..………
Las células muy diferenciadas se dividen poco……………….………
El programa genético del ADN comanda la diferenciación
Celular……..……………………………………………………………………
La diferenciación resulta de una serie de expresiones genéticas
controladas……………..….…………………………………..……….……..
La reproducción de Células sanguíneas es un modelo de
diferenciación muy estudiado………………………………………..……
CELULAS MADRES Página 5
El nematodo Caenorhabditis elegans es un buen modelo
para el estudio de la diferenciación…………..…………………………..
Diferenciación celular en cáncer………………………………………….
XII Estudio de las Células Madre ………………….……………………………42
XIII Cultivo de células madre…………………………………………………………48
¿Cómo se consigue el cultivo de células madre?……………………
Cultivo de células madre embrionarias………………………………….
Cultivo de células madre adultas…………………………………………
Células madre embrionarias vs. células madre
adultas………………………………………………………………...
VII Usos del cultivo de células madre………………….………….………54
Aplicación ……………………………………………..………………………
Cultivo de células madre para la reparación de
corneas…………………………………………………………………………
Reparación del musculo cardiaco con uso de células madres………..
Utilización de las células madre del cordón umbilical…………………
Ventajas del uso del cordón umbilical………………………….………..
Terapias de células madre…………………………………………………
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Remplazo de la piel……………………………………………………….
Tratamiento para la diabetes……………………………………………..
Trasplante de células madre……………………………………………
Trasplante de células madre solo en niñospor ahora……………….
Trasplante de células cerebrales………………..………………………
Trasplante de medula osea……………………………………
Alogénico……………………………………………………….….
Singénico…………………………………………………………..
Antólogo……………………………………………………………
VIII Ingeniería de las Células Madre… …………………………43
Las células madres embrionarias forman cualquier
parte del cuerpo………………………………………………………………
Las células madre epidérmicas pueden reparar
tejidos………………………………………………..…………………………
Las Células Madre neuronales pueden repoblar
el S.N.C…………………………………………………………………………
Las células madre de tejidos adultos pueden ser
mas versátiles de lo que parecen…………………………………….
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Clonación Terapéutica………………………..………….53
Técnicas en investigación desarrolladas ……………………………………………………64
Ventajas y Desventajas……………………………………………………….……65
Células madre embrionarias………………………………………..……..
Células madre adultas………………………………………...……………
Cuestiones……………………………………………………..……………………..67
Cuestión Embrionaria…………………………………………………………
Cuestión Religiosa……….………………………………………………….
Cuestión Ética……….…….…………………………………………………
Cuestión Final……………….……………………………………………….
Conclusiones…………………………………………………………………….…..72
Glosario……………………………………………………………………………...73
Bibliografía…………………………………………………………………………...74
CELULAS MADRES Página 8
En el año de 1994 fueron halladas las primeras células o Stem Cell embrionarios humanos
que son células progenitoras; las cuales tienen la capacidad de regenerar muchos tejidos.
Estas células madres llamadas también celulares troncales se aislaron a partir de un
blastocito proceden de fecundación in vitro, se denomina blastocito al embrión de entre una
a dos semanas antes de implantarse en el útero materno. En el año de 1998 donde consiguió
el primer cultivo por un grupo de investigadores de la universidad de Wisconsin (EEUU) de
células madres embrionarias a partir de blastocitos.
Las células madres son células autorrenovables, que tiene capacidad de generar una o mas
tipos de células diferenciados, cuyo destino no se ha decidido, ya que se pueden transformar
en varios tipos de células diferentes a través de un proceso denominado DIFERENCIACION,
esta sin embargo en la cual las células adquiere una especialización dentro de un tipo celular
distinto. Las células madres son conocidas también como trocos embrionarios (troncales)
debido que se encuentran en los embriones y además son los encargados de transformarse
en todas las demás células en el cuerpo humano, desde la piel hasta lo que forman los
pulmones. También se pueden convertir en el cabello que cubre el cráneo y la retina de los
ojos porque en realidad cada parte del ser humano fue una vez una célula madre.
Cord Blood Reistry explica que las células madre son bloques constructores de la sangre y del
sistema inmunológico. En nuestro organismo existe tres tipos de fuentes de células madres:
la medula ósea que constituye un ejemplo claro de células madre órgano – especificas. Otras
fuentes son las SANGRE PERIFERICA y la SANGRE DEL CORDON UMBILICAL tanto en in-vitrio
(laboratorio) como es vitrio (en un modelo animal utilizándolos para reparación de tejidos
dañados. Pero estas células madre existen en muchos más órganos del cuerpo humano, y
podemos encontrar en la literatura científica como ya se ha aislado células madre de adulto
de la piel, grasa subcutánea, musculo cardiaco y esqueleto, cerebro, retina, páncreas.
En conclusión la célula madre o Stem Cell o mejor conocidas como células troncales son
organismos muy especializados, que interviene en la formación del cuerpo en el estado
prenatal, ya sea en la formación de las células sanguíneas, elementos formes de la sangre,
los tres tipos de los glóbulos blancos, células de la piel, células pulmonares y hasta en
retinas.
También es importante en la cura de enfermedades como es el caso de la diabetes, la
influencia hepática o renal, Parkinson, Alzheimer, enfermedades cardiacas, lesiones de
medula espinal artritis reumatoide. Estos casos de trataran mas delante de los siguientes
capítulos.
CELULAS MADRES Página 9
Célula madre o Stem Cell se define como una célula progenitora, auto renovable, capaz
de regenerar uno o más tipos de células diferenciales.
Las células madres son células cuyos destino todavía no se ha “decidido” Se pueden
transformar en varios tipos de células diferentes, a través de un proceso denominado
“diferenciación”. La diferenciación sin embargo es la cualidad por la cual la célula
adquiere ya una especialización dentro de un tipo celular concreto que le hace no
poder convertirse en otro tipo celular distinto.
Las células madres son también conocidas como troncos embrionarios por se
encuentran en los embriones y son las encargadas de transformarse en todas las
demás células en el cuerpo humano, desde la piel hasta las que forman los pulmones.
También se convierten en el cabello que cubre el cráneo y en las retinas de los ojos.
Cada parte del ser humano fue una sola ves una célula madre.
Según explica la Cord Blood Registry en una pagina web, las células madre son bloques
constructores de la sangre y del sistema inmunológico. E n nuestro organismo existen
tres tipos de células madre: la célula ósea, la sangre periférica y la sangre del cordón
umbilical.
Las células estaminales son células indiferenciadas, no especializadas, se poseen
simultáneamente la capacidad de renovarse así mismas por división celular durante
varios periodos de tiempo (auto-renovación) y que, bajo ciertas condiciones
fisiológicas o experimentales, pueden ser inducidas a transformarse en diferente.
Las células madre o troncales (Stem =vástago) son células que dan origen a otras
células mas especializadas, a través del proceso conocido como diferenciación celular.
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Los científicos descubrieron hace más de 20 años el modo de obtener células madre de
embriones de ratones. Sin embargo, la primera vez que se obtuvieron células madre
embrionarias humana fue en 1994. Se aislaron a partir de un blastocito procedente in vitrio
(FIV)
Blastocito es el nombre que recibe el embrión de entre una o dos semanas antes de
implantarse en el útero materno. Pero no fue hasta finales del año 1998 cuando un grupo de
investigadores de la universidad de Wisconsin (EEUU) consiguió el primer cultivo en el
laboratorio de células madre embrionarias humanas a partir de blastocitos. Un cultivo o
línea celular es un conjunto de células que se dividen continuamente en el laboratorio.
El poder crecer y mantener estas células in vitrio supuso el comienzo del boom de las células
madre. A partir de ese momento, grupos de investigadores de todo el mundo han estudiado
las características moleculares de estas células y han desarrollado sistemas mas eficientes
para cultivarlas in vitrio. Además, se han hecho avances muy importantes a la hora de dirigir
estas hacia un tipo celular concreto.
CELULAS MADRES Página 11
Cuando una célula germinal masculina fecunda un ovulo, el proceso origina una célula
madre. Algunos científicos consideran que el cigoto constituye en si mismo una célula
madre, mientras que otros creen que debe experimentar algunas divisiones que den origen
a las células madre.
El desarrollo humano comienza cuando la cabeza del gameto masculino (espermatozoide)
penetra la pared de la célula de la gameta femenina (ovulo o huevo), los núcleos de las dos
células se fusionan entre si y el material genético (DNA) de ambas- cada uno de 23
cromosomas – se conjugan.
Este proceso, que es llamado fertilización o concepción, da origen a un individuo
enteramente nuevo y único llamado “cigoto”.
El cigoto es totipotente, es decir puede dar lugar a todas las células del feto y a la parte
embrionaria de la placenta.
El proceso de desarrollo continúa con la primera división celular. En las horas posteriores a la
fertilización, el individuo llamado cigoto se divide en dos células iguales entre si, cada una de
las cuales es totipotente. Este par se divide nuevamente, produciendo cuatro células
Totipotenciales, y otra vez produciendo ocho. Y así sucesivamente.
Aproximadamente en el quinto día, el conjunto de células Totipotenciales comienza a tomar
la forma característica de una esfera hueca, como una diminuta pelota de básquet. La esfera
tiene una capa de células en el exterior y un grupo de células en el interior llamadas “masa
de células externas” (parecen un grupo de pedacitos de mármol pegados al interior de una
pelota de básquet).
En esta etapa cada célula individual se llamas “blastómero” (ira a formar la placenta y otros
tejidos necesarios para el desarrollo del feto en el útero), mientras que las células de la masa
interior – también llamadas “células embrionarios” – formaran prácticamente la totalidad de
los órganos y tejidos del cuerpo humano.
Conforme el embrión se va desarrollando, sus células van perdiendo esta propiedad
(totipotencia) de forma progresiva, llegando a la fase de blástula o blastocito en la que
contiene células pluripotentes (células madre embrionarios) 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 mas restringida.
Estas células producirán entonces células del tejido óseo, células sanguíneas, células
musculares o de la piel y, en resumen, todas las células especializadas que forman parte de
los tejidos del cuerpo humano.
No obstante, en los individuos adultos hay un pequeño número de células madre que
permanece en cada órgano del cuerpo, sobre todo con objeto reparar los daños que se
puedan producen en esos tejidos.
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Existen células madre, tanto en tejidos del adulto que están en continuo proceso de división
(por ejemplo las células por la sangre), como en tejidos en los que no existen divisiones,
como el tejido muscular o el cerebro. En el tejido muscular. Por ejemplo las células madre se
encuentran embebidas en las fibras musculares y se activan en caso de que el tejido sea
dañado.
Pero para explorar los usos médicos d estas células, los científicos necesitan líneas celulares
de células madre. Esas líneas son colonias de células madre que crecen y se multiplican en
cultivo, es decir, en un medio de cultivo de laboratorio que contiene los nutrientes
necesarios para su desarrollo. Estas líneas celulares constituyen una fuente inagotable de
material para investigar. Sin embargo, las células madre también envejecen y las células
madre viejas no son tan versátiles como las jóvenes; esto hace que las células madre
embrionarias sean las mas requeridas en la investigaciones.
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En los animales superiores las células madres se han clasificado en dos grupos: las células
madres embrionarias (embrionic Stem o Escells.) son células que derivan de la masa celular
interna del embrión en estadio de blastocito (7-14 días) y son capaces de generar todos los
diferentes tipos celulares del cuerpo por ello se llaman células Pluripotenciales.
De esta células se derivaran otras muchas divisiones celulares, el otro tipo de células, la
célula madre órgano especificas. Estas células son Multipotenciales, es decir, son capaces de
originar las células de un órgano concreto en el embrión y en el adulto.
El ejemplo mas claro de células madre órgano-especificas, es el de las células de la médula
ósea que son capaces de generar todos los tipos celulares de la sangre y del sistema inmune.
Pero estas células medres existen en muchos mas órganos del cuerpo humano y podemos
encontrar en la literatura científica como ya se han aislado células madres en adultos de la
piel, grasa subcutánea. Musculo cardiaco y esquelético, cerebro, retina, páncreas.
Células embrionarias
Cuando el embrión tiene tan solo unos pocos días y no es mas que una bola de células, una
pequeña región conocida como masa celular interna (MCI) puede ser aislada y cultivada in
vitro. La MCI tiene el potencial de generar todos los tipos de tejidos del organismo adulto
(multipotencia). De hecho, si no se interviene, a partir de estas células se formara el feto,
mientras que de las células que las rodean surgirán la placenta y otros tejidos.
Bajo ciertas condiciones de cultivo es posibles generar células madre (CM) embrionarias a
partir de la MCI. Las CM embrionarias pueden mantenerse en cultivo durante largo tiempo
CELULAS MADRES Página 14
ya que poseen la capacidad de auto-renovación –es decir, de producir de forma continua
células hija idéntica.
Además de esta capacidad de auto-renovación, los científicos han descubierto que
modificando las condiciones de cultivo de las CM embrionarias es posible haber que se
diferencien en proactivamente cualquier tipo celular. Estos descubrimientos llevaron a la
idea de que las CM embrionarias podrían proporcionase una fuente virtualmente ilimitada
de células especializadas para varias terapias de sustitución (células cerebrales para
trastornos neurodegenerativos, células cardiacas para enfermedades del corazón, etc.).
Además, la creación d embriones por clonación terapéutica podría permitir a los científicos
crear CM embrionarias idénticas a las de los pacientes. Y evitar así problemas de rechazo de
tejidos. Células madres embrionarias las cuales se pueden aislar de la masa celular interna
del blastocito (etapa embrionaria cuando ocurre la implantación).
En humanos, se están usando el excedente de embriones que no se han usado para
fertilización in vitro. Esto ha causado controversia pues al querer obtener las células madre
embrionarias del blastocito, se destruye el embrión el cual se podría implantar para dar lugar
a un bebe o también simplemente a ser descartado.
Células embrionarias germinales que pueden ser aislados del precursor de las gónadas en
fetos abortados. Células embrionarias cancerosas. Estas células se aíslan de
teratocarcinomas, es decir, de tumores ocurridos en el feto.
Todas estas células se pueden aislar solamente de tejido y mediante tratamientos
específicos se puede prevenir su diferenciación.
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Células adultas
Una célula adulta es una progenitora no diferenciada que puede renovarse constantemente
órganos para reparar los daños que se puedan producen en los tejidos. Los investigación
sobre células madre adultas comenzó hace alrededor de 40 años cuando las investigadores
descubrieron que en la medula ósea existían dos tipos de células madre. Más tarde se han
identificado progenitoras celulares en otros órganos y tejidos. La medula ósea ha
demostrado ser, hasta el momento, la mejor fuente de células madre dentro del organismo
adulto. El método que se emplea para obtener las progenitoras celulares es el aspirado del
contenido medular mediante la función de un hueso. El material que se obtiene pasa por
una serie de procesos de cribado para separar las células. Y el preparado resultante se
inyecta al paciente. Una vez dentro del organismo, las progenitoras celulares se dirigen a la
zona dañada para reparan alteraciones.
Parece que las células madre adultas tienen un gran potencial y quizá mas facilidades que las
células madre embrionarias puesto que se puede partir de células del propio individuo y, por
tanto, con las misma carga genética. Esto solventa, además, los cesios problemas éticos de
manipular y destruir embriones.
Células fetales
Se obtienen a partir del cordón umbilical y tiene característica similar a las adultas.
Las células madre no existen solo en el embrión, también existen tejidos fetales y adultos,
aunque su numero relativo y, según se cree, su multipotencia disminuye con la edad. Los
tejidos fetales son, por tanto, una fuente de células madre cualitativamente mejores que los
obtenidos del tejido adulto. Pero son menos multipotentes que las CM embrionarias. Una
ventaja significativa de las células fetales sobre las CM embrionaria es que su utilización
provoca menos debate ético ya que pueden ser aislados de fetos cuyo desarrollo ha sido
interrumpido por razones, o debido a un aborto natural.
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Las células madre del cerebro de fetos humanos han sido usadas para tratar pacientes con la
enfermedad de Parkinson y en algunos casos se ha conseguido una mejora clínica sostenida.
A pesar de este aparente nivel de éxito, las células madre fetal tiene un inconveniente
fundamental: el material de origen es extremadamente limitado. Una limitación adicional es
que las células fetales no tienen casi ningún uso para las terapias de paciente idéntico (a
menos que se desarrollen técnicas in útero que permitan que el mismo feto sea tratado). Por
estas razones, el uso de células fetales tiene limitaciones tanto en el abanico de
enfermedades como el número de pacientes que pueden tratar. Por ello es improbable que
contribuyan de forma significativa a la batería de terapias celulares utilizadas para luchar las
enfermedades.
Potencial de células madre
Células toti potenciales:
Del latín totus: pueden originar cualquiera de los más de 200 tipos de células que
forman un organismo y, por tanto cualquier tejido. Solo se pueden obtener en las
primeras fases del desarrollo de un embrión, el zigoto, la fusión del ovulo y el
espermatozoide, seria un ejemplo de célula totipotente.
Son capaces de transformarse en cualquiera de los tejidos de un organismo.
Cualquiera célula totipotente colocada en el útero de una mujer tiene capacidad de
originar un feto y un nuevo individuo.
El paradigma de célula totipotente es el cigoto (ovulo recién fecundado) que, de un
modo natural, da lugar al organismo adulto en su totalidad: también son células
totipotentes las células del embrión en sus primeras divisiones (de modo que, si estas
células se separan, cada una de ellas dará lugar a un embrión, obteniéndose, así, dos,
tres, cuatro o mas individuos distintos (aunque todos ellos genéticamente idénticos).
A las 24 horas se produce la primera división celular. En sus primeros estados (sus
primeras divisiones celulares), el ADN del zigoto tiene la peculiaridad de permanecer
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puro, sin plegamientos. Por tanto, si separamos artificialmente las dos primeras células
del zigoto bicelular, comprobaríamos que cada célula genera un embrión.
Estas células del embrión en sus fases iníciales se llaman células Totipotenciales, es
decir, que pueden dar lugar a todo un individuo.
Células Pluripotenciales:
A medida que el embrión sigue su desarrollo y se van produciendo más divisiones celulares,
las células embrionarias se van diferenciando hacia funciones y estirpes celulares
determinadas. Esta diferenciación de consigue a través de los plegamientos en el ADN
celular, que dejan ilegibles los genes que no va a necesitar expresar esa célula. De esta
forma, cuando el embrión ya esta en fase de blastocito (7-14 días postfecundacion), si
extrajéramos artificialmente las células de su masa celular interna y las cultivaremos,
nuncadarían ligar aun embrión completo, sino a estirpes celulares determinadas por lo genes
que en ese momento se pueden leer.
Estas células que tiene capacidad para dar lugar a cualquier estirpe celular, pero no aun
embrión completo, las denominamos células Pluripotenciales. En el caso descrito, estas
células Pluripotenciales se llamarían también células madre embrionarias o StemCell
embrionarias. En sus sucesivas divisiones, la célula madre embrionaria va permitiendo su
capacidad de dar lugar a todos los distintos tejidos, al tiempo que empiezan a diferenciarse,
a especializarse hacia un tejido u otro. Las células en su desarrollo poseen dos cualidades
básicas: la pluripotencialidad, y la diferenciación, que se contraponen: cuanta mas
pluripotencialidad posee una célula, menos grado de diferenciación tiene, y al revés. La
pluripotencialidad, propia de la célula inmadura o indiferenciada, es la capacidad de una
célula para convertirse en todas las posibles estirpes celulares, la diferenciación sin embargo
sin embargo es la cualidad por la cual la célula adquiere ya una especialización dentro de un
tipo celular concreto que le hace no poder convertirse e otro tipo celular distinto. En el
embrión existen gran cantidad de células Pluripotenciales que se multiplican en gran
velocidad para ir dando lugar las diferentes partes y órganos del individuo a medida que
proliferan esas células, se van diversificando hacia un órgano y otro corporal, produciéndose
la especialización: esa célula esta ahí con una ubicación, y con una función concreta. Así
pues, cuando el feto se encuentra aproximadamente en 3 meses de vida (fin de la etapa de
organogénesis), la mayor parte de sus células ya se hallan diferenciadas según el tipo celular
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que se necesita para cada órgano. Tras el nacimiento, prácticamente todos los tejidos, sobre
todo aquellos que mas se renuevan, conservan una cantidad pequeña variable de células
Pluripotenciales capases de multiplicarse y poder así proporcionar células con el fin de
renovar y reparar los tejidos en los que residen. Esas células formadas de múltiples células
hijas, están programadas para regenerar el tejido donde residen, se llaman células
Multipotenciales. Son otros tipos de célula madre o protejenitoras (StemCell)
Células Multipotenciales
La multipotencialidad se define como la capacidad de generar células pero solo del tipo
celular del tejido al que pertenece o residen. Estas células existen, y están presentes en la
mayoría de los órganos de la economía corporal del adulto, y conviviendo en su órgano con
el resto de las células diferenciales, tiene una propiedad única: dar lugar a los distintos tipos
celulares que componente el órgano en el que residen con el fin, por ejemplo, de renovar las
poblaciones de células que van envejeciendo.
Un ejemplo. El corazón esta compuesto por millones de células de distintas estirpes: células
musculares, células endoteliales de revestimiento en los vasos del corazón, células de
conducción del impulso nervioso… Muchas de esascélulas citadas, no pueden dividirse, y así
se llegaran a dividir, solo darían lugar a células iguales a ellas. Ahora bien, se ha descubierto
recientemente que existen células en el corazón- células madre cardiacas, que conviviendo
con las antes citadas, tienen la capacidad de dividirse y dar lugar a células de las tres estirpes
citadas.
Esta células algunos las llaman Multipotenciales, por su capacidad para dar regenerar
células del órgano en el residen. Algunos autores han llamado a estas células madre del
adulto, célula madre órgano – específicas, para diferenciarlas de las embrionarias. En el caso
que se produzca un infarto de pequeño tamaño, esas células pueden cubrir esa zona
infartada con células cardiacas y endoteniales generadas por ellas. Estas células madres
también se han encontrado en muchos otros órganos: cerebro, hígado, piel, retina, medula
ósea…
La capacidad de estas células madre de adulto para regenerar zonas dañadas es muy
limitada, y se ciñe solo a zonas de pequeños infartos. Grandes áreas de infarto no son
susceptibles de ser generadas por estas células.
Por ejemplo: algunas de estas células que nosotros tenemos en la célula ósea se dividen
continuamente y su descendencia da lugar a los distintos tipos celulares que circulan por la
sangre (glóbulos rojos, glóbulos blancos y plaquetas), estas células reciben el nombre de
células madres hematopoyéticas. Parece ser (por lo menos así se ha creído hasta ahora) que,
en el organismo, estas células no se transforman ni en neuronas, ni en células musculares,
ni óseas ni de cualquier otro tipo que no sea las células sanguíneas antes mencionadas: son,
por tanto, células madre multipotentes pero no pluripotentes.
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CELULAS MADRE NEURALES:
Las células madres neurales son capaces de ser aisladas y crecer en cultivo de cadáveres. El
tejido del cerebro vive dos horas después que de morir haya sido conservado y las células
madres adultas neurales crecen en este cultivo.
Las células Neurales en el cultivo se diferencian en varios tipos:
Infusión Del Crecimiento Transformador: El factor alfa en cerebros dañados de ratas
indujo la rápida proliferación de células madre neural seguido por la migración de
progenitores neurales y gliales.
Ocurrieron subsecuentes incrementos en números de neuronas diferenciadas, trataron
ratas, a quienes su cerebro dañado se asemeja al visto en la enfermedad del Parkinson. De
este modo se pudo observar que el cerebro contiene células madre capaces de ser simuladas
por factores de crecimiento para proliferar, migrar en forma especifica y diferenciarse en
neuronas.
Este encuentro tiene implicaciones significantes con respecto al desarrollo de tratamientos,
tanto para trauma neural agudo, como también para enfermedades neurodegenerativas. La
información predice una estrategia alternativa para las mitologías actuales de transplante de
células para el tratamiento de problemas degenerativos.
Células Neurales Implantadas: Infiltran tumores cerebrales, estos muestran la habilidad
de migrar extensivamente por todo el cerebro para alcanzar los sitios de daño. Los
resultados sugieren que la migración puede ser extensiva, aun en el cerebro adulto y a lo
largo de todas las rutas no esteotípicas.
Células Madres Neurales del humano y ratón adultos podrían ser reproducidos a la forma
de musculo esquelético. Investigaciones Italianas han transformado células madre neurales
adultos de humanos y ratones cambiando las células en músculo. La transformación no solo
toma lugar en cultivo, sino también después de la inyección en ratones, de este modo la mas
obvia posibilidad es en el área de distrofia muscular, auto transplante eliminando todos los
problemas de compatibilidad inmunológica y rechazo.
Células Madre Neural adultos de rata mostraron varios tipos de conexiones de nervios
funcionales de cultivo.
Cultivos de Células Madre del cordón espinal de la rata generan neuronas, astrocitos y
oligodendrocitos.
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Transplantes en el hipocampo resulto en integración en el agujero celular granular y
diferenciaron de fenotipos con células astrogliales y oligodendrogliales.
CELULAS MADRE DE LA RETINA:
Estudios en el centro médico de la universidad de NEBRASCA han aislado Células Madre
Neurales de células del ojo humano. Las células en cultivo muestran la habilidad de auto
renovarse y pueden diferenciarse mostrando características de retina, neuronas y glía.
Las Células Madre Adultos fueron encontradas en humanos vivos y ratones. Mientras en el
ojo, las células aparentes están bajo un control inhibitorio pero una vez removidos y puestas
en cultivo estas crecen.
Los científicos esperan aprender como estimular las Células Madre en el interior del ojo,
para que de este modo su propia función pueda ser restaurada. Los resultados abren el
camino a posible regeneración de problemas de retina.
CELULAS MADRE DEL PÁNCREAS:
Las investigaciones muestran que las células del conducto pancreático también han crecido
exitosamente In Vitro e inducidas a diferenciarse.
No solo el uso de células del conducto pancreático evita la controversia del uso de células
fetales sino que hay mucho menos problemas biológicos asociados con crear Células Beta de
células de conducto pancreático por ejemplo: Células Madre Embrionarias.
Los autores también hacen notar que las células productoras de Insulina habían sido
derivadas de Células Madre embrionarias de ratón
Pero este procedimiento de origen a la proliferación de células y por lo tanto
potencialmente células malignas en lugar de maduras.
Los autores notan que cuando la naturaleza de la ontogenia de las células Beta del páncreas
es completamente entendida, podemos ser capaces de imitar este proceso In Vitro para
propagar células Beta.
Este desarrollo claramente podría ser bienvenido porque evitaría la necesidad de clonación
terapéutica sin toda la controversia de crear embriones humanos únicamente para uso
medico. Los autores concluyen que: de las técnicas descritas anteriormente, la más
promisoria es la generación de células beta a partir del conducto pancreático.
CELULAS MADRE DE LA MEDULA OSEA Y SANGUINEA:
Se demostró la habilita de una célula madre de ósea para repoblar, formando células
medulares y sanguíneas, y también se diferencian en células funcionales del hígado, pulmón,
CELULAS MADRES Página 22
tracto gastrointestinal y esófago, estomago, intestino y colon y piel, pudiendo también
formar formas funcionales de células en el corazón y músculo esquelético.
Investigaciones mostraron que células madre de la medula ósea podría formar musculo
cardiaco y vasos sanguíneos en ratones que habían sufrido daños cardiacos. Ellos notaron
que sus resultados demuestran el potencial de la célula madre de la medula ósea para
reparar el corazón, sugieren una estrategia terapéutica que eventualmente podría beneficiar
pacientes con ataques cardiacos también sugirieron la circulación de células madre para
contribuir naturalmente a reparar daños.
Se inyectaron células madre en el área del corazón donde el daño había sido inducido.
Formo miocardio ocupando 68% de la porción del ventrículo dañado y días después de
trasplantar células madre de la medula ósea abarco la proliferación de mitosis y estructuras
vasculares.
Los estudios indican que las células madre de la médula ósea pueden generar nuevo
miocardio, mejorando el resultado de problemas de arterias coronarias.
Estudios sugieren que el transplante intercerebral de células madre de medula ósea podría
ser potencialmente usado para inducir plasticidad en isquemia cerebral.
Se demostró que en ratones las células madres adultas de la medula ósea pueden migrar a
todo el cerebro y diferenciarse en células neuronales. Estos descubrimientos plantean la
posibilidad de quelas células derivadas de la medula ósea pueden proveer una fuente
alternativa de neuronas en pacientes con trastornos neurodegenerativos daños del sistema
nervioso central.
CELULAS MADRE DE LA MEDULA OSEA Y SANGUINEA:
CÉLULAS MADRE ADULTAS DEL HÍGADO FORANA TEJIDO DEL CORAZÓN.
Científicos del centro medico de la universidad de SUKE (EEUU) demostraron que las células
del hígado podrían transformarse en tejido del corazón dijeron que evidencias recientes
sugirieren que las células madres derivadas del adulto, como sus contrapartes embrionarias
son Pluripotentes y que estos resultados demuestran que las células madres adultas
derivadas del hígado responden al micro ambiente del tejido del corazón adulto y se
diferencian en miocitos maduros.
CULTIVO DESARROLLADO Y SISTEMA DE SEPARACIÓN DE CÉLULAS MADRES DEL
HÍGADO.
Cuando las células madres aisladas fueron transplantadas en el bazo del ratón, estas células
migraron al hígado y se diferenciaron en células maduras hepáticas. Los autores sugieren
que este método podría ser usado para aislar células madres hepáticas y suplantarlas
completamente en un trasplante de órganos.
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PRIMERA PURIFICACION Y EXPANSION DE CELULAS MADRE ADULTAS HEPATICAS
LOGRADO
L a habilidad de estas células madres para expandirse extensivamente contrasta con el limite
expansión potencial de la mayoría de células hepáticas vivas los cuales típicamente
experimentales solo unas cuantas divisiones celulares en cultivo para sobrevivir de acorde al
Dr. Reídle. Además del perfil antigénico y los métodos de purificación de las células las
condiciones de cultivos recientes fueron descritas que permitan la expansión de una simple
célula madre hepática a una colonia de células conteniendo ambas HEPATOCITOS y las
células del conductor biliar. La más rigurosa prueba de la clonación y bipentencialidad de las
células.
CORAZON, VASOS SANGUINEOS Y VALVULAS DEL CORAZON TEJIDO DEL CORAZON
PUEDE SER REGENERADO APARIR DE CELULAS MADRES
Investigaciones del colegio médico de New York demostraron la regeneración del corazón
después de un ataque cardiaco. El estudio indica que el corazón puede contener su propia
célula madre, la cual podría ser estimulada para crecer y reparar daños después de ataques
cardiacos.
CELULAS MADRE DEL TEJIDO GRASO
Científicos de la universidad de PENOYLVANIA han sido capaces de aislar células madre del
tejido graso y convertirlos en células óseas.
Esta es una forma fuente potencialmente ilimitada de células para que se vuelvan células
maduras de diferentes tipos.
El Dr. LOIS-P. BUCKY; el dijo que otros estudios estuvieron investigando para formar
músculos a partir de células madres adipositas. El denoto que con la grasa hay un amplio
suplemento de células al cual es fácil de obtener. El trabajo fue reportado en una junta en la
Sociedad Americana de Cirugía Plástica en los Ángeles.
ESPERMATOGONIAS
El desarrollo de las técnicas para el trasplante de espermatogonia ha dado nuevos ímpetus
para alcanzar células madre.
Las posibilidades abiertas para esta técnica incluyen:
a) Nuevos modos de estudiar aspectos de espermatogonias
b) La generación de grandes animales domésticos transgénicos
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c) La protección de pacientes jóvenes de cáncer de infertilidad a partir de quimioterapia
o radioterapia
El trasplante de células madre espermatogonias por todo lo anterior, abarca en número de
pasos. Primero la célula tiene que ser aisladas y posiblemente purificadas.
Segundo debería ser posible la crió preservación de las células madre, por ejemplo, hasta
que los niños hayan alcanzado la pubertad.
Tercero debería ser posible cultivar cellas madre espermagonias por un prolongado periodo
de tiempo el cual también permitirá la transfeccion y la subsecuente selección células
estables transfectadas.
En cuanto en caso de estudios animales los testículos hospederos deberían ser vaciados de
células madre endógenas. Esto es probablemente mejor hecho por irradiación local.
Finalmente las células madre tendrían que ser trasplantadas.
PARA EL REEMPLAZO DE ÓRGANOS
Briistle fue uno de los primeros mostrar que las células madre embrionarias de ratón podrían
ayudar a tratar modelos de enfermedades animales en las cuales las neuronas carecen de
capas de mielina.
En otros tejidos, al menos los científicos están de acuerdo que los resultados son
alentadores. En los meses pasados, una serie de documentos han forzado la idea que las
células en la medula óseas pueda responder ha señales de tejido dañando y ayudar a
repararlo. Recientemente los doctores solo habían intentado usar células madre de la
medula ósea para reconstruir la sangre o el sistema inmune. Pero el año pasado dos equipos
reportaron que las células derivadas de ratón de la medula ósea podrían llegar a convertirse
en neuronas.
En abril, otro grupo reportaron que las células derivadas de la medula ósea podrían ayudar a
reparar músculos cardiaco dañado. En unos estudios puros del colegio médico de New York
indujo ataques cardiacos en 30 ratones. Ellos después inyectaron células de la medula ósea
en el tejido cardiaco de los ratones, nueves días después de la inyección de las células
trasplantadas, formaron nuevo tejido muscular cardiaco así como vasos sanguíneos, en doce
de los 30 ratones, el equipo reporto una constante mejora.
En otro estudio en la universidad de COLUMBI aislaron células de medula ósea de humanos
voluntarios, después inyectaron en las células el equipo había inducido ataques cardiacos.
Las señales del daño del corazón evidentemente atrajeron las células trasplantadas. Dos
semanas después de las inyecciones los capilares hechos de células humanas representaron
una cuarta parte de los capilares en el corazón, cuatros meses después de la operación, las
ratas que recibieron vasos sanguíneos precursores tenían significativamente menos costra y
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mejor función del corazón que el control de ratas. Quizás más impresionantes, es que los
científicos reportaron que una simple célula madre de la medula ósea de un ratón adulto
puede multiplicarse y contribuir a formar tejido pulmonar, hepático, intestinal y tisular de
ratones experimentales.
Los estudios que en grupo de células purificadas de medula ósea tenía el potencial de
multiplicarse y dar origen a todo tipo de célula sanguínea, para aislarlas estas células han
sido muy difíciles. Para incrementar las oportunidades de capturar células elusivas Diane de
la universidad de YALE de New Cork presentaron un doble trasplante de medula ósea. Ellos
primero inyectaron células madre de medula ósea en ratón hembra, adherida con proteína
verde fluorescente, en el torrente sanguíneo de ratones hembra que habían recibido una
dosis de radiación. Dos días después ellos mataron el receptor de ratones y aislados un
penado de células verdes que habían tomado residencia en la medula ósea (previos estudios
han sugerido que las células trasplantadas más primitivas se alojen en la medula ósea). Ellos
después inyectaron ratones irradiados con solo una de células verdes acompañados por
células derivadas de la medula ósea que sobrevivieron por un mes cuando los científicos
mataron a los ratones.
Sobrevivientes 11 meses después del segundo transplante, encontraron progenie de células
madre en los pulmones, piel, intestino e hígado así como hueso y sangre de músculo,
pueden dar lugar a una célula de la sangre.
REPROGRAMACIÓN CELULAR
Se produce cuando el perfil de genes concretos que se expresan en un determinado tipo celular, se alteran, y genes que dejaron de expresarse en una determinada etapa del desarrollo vuelven a expresarse.
Es el cambio en la expresión genética que permite que un tipo de célula se transforme en un tipo distinto.
Cambios de fenotipo celular:
• Diferenciación: células madre dan origen a linajes de células que cambian sucesivamente el fenotipo hasta llegara células adultas maduras.
• Desdiferenciación: Célula diferenciada adquiere características de una más inmadura.
• Transdiferenciación: Célula diferenciada se transforma directamente en célula diferenciada de distinto tipo!
• Transdeterminación: Progenitora de un linaje se transforma en progenitora distinto linaje.
Los cambios del fenotipo celular se producen sin modificación de la secuencia del ADN de los cromosomas.
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Células IPS.- Las células madre pluripotenciales inducidas se presentaron por primera vez en el año 2006 y en 2007 a partir de células humanas. Las células madre pluripotentes inducidas son un tipo de célula madre con características pluripotenciales, que derivan artificialmente de una célula que inicialmente no era pluripotencial. Se cree que las células pluripotenciales inducidas son idénticas en muchos aspectos a las células pluripotenciales naturales.
Factores de reprogramación
La regulación del estado de pluripotencia está mediada principalmente por Oct4, Sox2 y Nanog.La publicación de los resultados del grupo de Takahashi y Yamanaka, en el 2006, presentando evidencia de que un grupo de cuatro factores de transcripción, Oct3/4, Sox2, Klf4 y c-Myc.
Oct4 (Pou5fl).
Pertenece a la familia de factores de transcripción Oct (octámero) y juega un papel clave en el mantenimiento de la pluripotencia. La deficiencia de Oct4 en embriones es letal.
Sox2.
Coopera activamente con Oct4 en la regulación de genes implicados en el mantenimiento de la pluripotencia como Nanog, Fgf4* osteopontina y Lefty.
Kfl4.
Es un miembro de la familia de factores de transcripción KruppeWike que se expresa en ESCs. Su papel en el proceso de reprogramación parece estar relacionado con la inhibición de p53, previniendo la salida de las células del ciclo celular y contrarrestando la acción de c-Myc *
c-Myc
Es un factor de transcripción con múltiples dominios y un potente oncogén, implicado en la proliferación celular, la replicación del ADN, la inhibición de la diferenciación celular y la metástasis.
Factores de transcripción Son proteínas que participan en la regulación de la transcripción del ADN, activando o reprimiendo la expresión de diversos genes
Entre estos factores de transcripción que actúan como oncoproteínas cabe destacar Myc, Max, Myb, Fos, Jun, Reí, Ets, etc.
Reprogramación por factores de transcripción
• Reprogramación de linaje
La diferenciación celular y la determinación de los distintos tipos celulares de cada linaje celular se consideraban procesos irreversibles que se producían durante el desarrollo. Trabajos recientes habían conseguido ya revertir fibroblastos humanos hacía células pluripotentes utilizando 4 factores de transcripción, lo que hizo pensar a los autores de este trabajo en la posibilidad de inducir directamente distintos tipos de células somáticas a partir de fibroblastos utilizando los factores de transcripción adecuados.
Reprogramación celular para inducir la formación de células madre pluripotentes
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• Por genes de factores de transcripción unidos a vectores virales
Prime Gen, una empresa californiana de biotecnología, conjuntamente con Unidyn, fabricante de nanotubos (cilindros.de moléculas de carbono de diámetro) ha anunciado que se pueden sustituir los vectores virales necesarios para la reprogramación celular, por nanotubos de carbono, tras demostrar que con ellos se pueden introducir proteínas complejas (hasta una docena) en células testiculares y la retina.
Nuevas posibilidades de reprogramación de células adultas
• Reprogramación directa de células adultas:
En el Instituto Medico Horward Hughes en colaboración con el Instituto de Células Madre de la Universidad de Harvard, el equipo dirigido por D. Melton ha conseguido reprogramar células adultas de ratón (células exocrinas del páncreas) en células beta productoras de insulina.
Con esta técnica se evita el paso intermedio de convertir la célula adulta en una célula pluripotencial.
Los factores de transcripción que utilizan son el Ngn3, Pdx'1, Mafa.
• Reprogramación de células adultas animales:
Un trabajo posterior del Grupo de Yamanaka confirmó que si las células Ips se inyectaban en blastocitos murinos se conseguían quimeras adultas de ratones que eran capaces de transmitir sus características genéticas a la siguiente generación.
• Posibles Utilizaciones de las Células Ips
• Podrían tener tres posibles aplicaciones:
- Para experimentales sobre la diferenciación celular y para valorar posibles diferencias entre células normales y patológicas.
- Para estudios farmacológicos, que ahora solo es posible realizar en animales.
- Para su uso en la medicina regenerativa.
Consecuencias del descubrimiento de células IPS:
Por ello, lan Wilmut el creador de la oveja Dolly, manifestaba recientemente que iba a abandonar la clonación para utilizar las células Ips
Y el propio James Thomson comentaba (Gina Kolata. The New York Times, 22/11/2007) que probablemente “dentro de una década la guerra de las células madre embrionarias será solo una nota al pie de una página curiosa de la historia de la ciencia".
Ventajas e inconvenientes del uso de las células IPS:
• No Inducen rechazo Inmunológico: lo que Introduce la posibilidad de crear fármacos específicos para un paciente determinado.
• No requiere la utilización de ovocitos humanos, facilidad técnica, costo reducido.
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Experiencias preclínicas En Animales:
En ratones con anemia falciforme. En ratones con párkinson. En ratones con hemofilia A En ratones con infarto de miocardio
Importancia de La Reprogramación Celular
Es importante por la utilidad que puede tener en la investigación de graves enfermedades y por su probable utilización dentro dei campo de medicina regenerativa y reparadora.
Es la capacidad que poseen las células madre de un tejido para producir tipos celulares
diferenciados de otro órgano o tejido.
Asimismo, ya se ha demostrado que una célula sí puede diferenciarse en otra y volver a su
estado original, debido a que la diferenciación no se basa en etapas irreversibles conducidas
por reordenamientos génicos, sino por silenciamientos epigenéticos (factores no genéticos
determinantes de la ontogenia) o por genes silenciados activados.
Plasticidad celular, nueva investigación de la Universidad de La
Sabana
El Centro de Investigación Biomédica Universidad de La Sabana - Cibus - avanza en un
proyecto sobre plasticidad celular, que consiste en reparar tejidos enfermos a partir de
aquellos que están sanos y que son extraídos del mismo paciente. De esta manera se
pretende evitar el uso de células en estado embrionario que pongan en peligro la vida de un
nuevo ser, durante su proceso de fertilización. Así mismo, se pretende evitar la práctica de
transplantes que el organismo puede rechazar.
El doctor Fernando Lizcano, director de Cibus, comenta que el trabajo se realiza con células
pluripotentes que permiten desarrollar cualquier tipo de tejido. "Estas células también se
conocen como estamimales pluripotentes y con ellas queremos saber si se puede hacer, lo
que se llama plasticidad celular", comentó el científico que funge como presidente de la
Asociación de Endocrinología.
Este vínculo - explica el experto - puede contribuir a que este tipo de investigaciones tengan
un impacto directo en la sociedad y en la comunidad científica. "Me refiero no sólo a esta
investigación que está relacionada con la regeneración de tejidos sino también a otras que
hemos venido desarrollando en el grupo y que tienen que ver con el cáncer, la obesidad,
nutrición, metabolismo y patologías comunes en el mundo moderno."
Las prácticas en el laboratorio han permitido al grupo Cibus obtener distintos
reconocimientos en el último año. Han recibido el Premio Nacional de Ciencias Básicas de la
Asociación de Endocrinología; mención honorífica en la Academia Nacional de Medicina;
premio a Mejor trabajo en ciencias básicas en la Fundación Cardioinfantil, premio al Mejor
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trabajo en el Imoc (Instituto Médico Oftalmológico de Colombia), premio en la IV Jornada de
Socialización de Resultados de investigación y premio en Convocatoria Interna realizada en
la Universidad de La Sabana.
Entre los aspectos que han permitido estos resultados están: el trabajo arduo y en equipo, la
constancia, la innovación, la celeridad y la capacidad de superar inconvenientes. "Contamos
con personas altamente capacitadas y dos de ellas han recibido el título de Doctor como es
el caso de Marina Londoño, de la Universidad de Gunma (Japón) y el doctor Iván Martínez,
que hizo sus estudios de doctorado en España", comentó el director del Cibus.
"Nuestra contribución en investigación es precisamente tratar de discernir cuáles son las
causas de las enfermedades y cómo se pueden curar".
FUENTES DE CELULAS MADRE
El uso clínico principal de las células madre es como una fuente de células donantes, las
cuales son usadas en el reemplazo de células durante las terapias de transplante. Las células
madre pueden ser obtenidas de varias fuentes:
Las células madres pueden ser extraídas de fuentes embrionarias, fetales o adultas,
de un donante, del propio paciente, se obtienen a través de biopsia y atracción del
tejido.
Las células madre pueden ser obtenidas de varias fuentes:
Embrionarias de repuesto: las células madre pueden provenir de embriones extra
que han sido almacenados en clínicas de fertilidad y que no fueron utilizados por las
parejas donantes para la concepción de niños.
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Los dientes de los infantes han sido identificados como un valiosa fuente de células
madre, más fáciles de obtener que las controvertidas células embrionarias, dijeron
investigadores del Instituto Hanson en el Royal Hospital Adelaida.
La pulpa de los dientes es una fuente bastante buena de células madre y estas son
muy sensibles a su obtención.
Un reciente estudio de la Academia Nacional De Ciencias De Estados Unidos
demuestran que se pueden desarrollar neuronas a partir de las células madre
obtenidas de los folículos copilares.
Expertos alemanes creen que el testículo humano pueden ser una fuente menos
polémicas de células madre, ya que según los estudios en tratamientos futuros al no
encontrarse definidas sus células, pueden evolucionas para ser diversos tejidos
humanos.
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Científicos estadounidenses han descubierto una nueva fuente de células madres en
el líquido amniótico que rodea a los embriones en desarrollo, revelo un informe
divulgado hoy por la revista “Nature Biotechnology”.
Según el informe, esas células madre ya han sido utilizadas para crear tejido
muscular, óseo, vasos capilares, nervios y células hepáticas.
Embriones de propósito especia: estos son embriones creados por medio de
fertilización in vitrio (artificialmente en el laboratorio) para el propósito específico de
obtener células madre.
Otra posibilidad sería aislar Células Madres a partir de embriones generados con
propósitos investigativos o crearlos por transferencia nuclear somática (estos
últimos con la ventaja de la compatibilidad inmunológica con el paciente).
Fetos abortados: los fetos de desarrollo temprano
que han sido abortados contiene células madres, las
cuales pueden ser cosechadas.
En la sangre del cordón umbilical de los bebes
existe un tipo de célula muy importante para la
medicina genética.
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Tejido u órganos adultos: se pueden obtener células madres de tejido u órganos
provenientes de adultos vivos durante la cirugía.
Cadáveres: el aislamiento y supervivencia de células progenitoras neurales de tejido
post- mortem (hasta 20 horas después de la muerte) ha sido reportado y provee una
fuente adicional de células madres humana.
Las células madres embrionaria deben
ser obtenidas cuando el embrión se
encuentra en un estado temprano de
su desarrollo, es decir, cuando el huevo
fertilizado se ha dividido hasta formar
aproximadamente 1.000 células. Estas
células se separan y se mantienen en
un envase de cultivo celular,
deteniendo así el desarrollo embriónico
que conlleva a la creación de un
individuo. Es por esto que la investigación en células madre embriónicas es el tópico
de debates éticos.
Las células madres adultas han sido aisladas de ciertos tejidos como medula ósea, piel
o sangre usada para trasplantes. Uno de los inconvenientes de estas últimas ha sido la
dificultad en su aislamiento y bajo potencial para diferenciarse, en comparación con
las otras fuentes mencionadas.
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DIFERENCIACIONES DE CELULAS MADRE
En este punto se estudia la división
del trabajo entre las células que
constituyen el cuerpo de los seres
pluricelulares. Esa distribución de
funciones es consecuencia de la
diferenciación celular, que consiste
fundamentalmente en lo siguiente: a
medida que se forman en el
organismo, algunas células pasan a
ejercer, con una gran eficiencia,
funciones que otras células también realizan, sin embargo, con una menor eficiencia. Por
ejemplo, todas las células son capaces de contraer su citoplasma en respuesta a diversos
estímulos, ya que la contractilidad es una propiedad general de la materia viva. Sin
embargo, algunas células perfeccionan de tal manera su capacidad de contracción, que su
eficiencia en esa función pasa a ser centenares de veces superior a la de las demás células.
Esas células especializadas en la contracción, que surgen en el embrión, son las células
musculares. Del mismo modo, hay células diferenciadas por, la secreción (células
nerviosas), para el recubrimiento (células epiteliales), etc.
El proceso de diferenciación se inicio durante la evolución, con la aparición de los primeros
seres multicelulares, los cuales inicialmente se originaron de colonias de seres unicelulares,
colonias de protozoarias posiblemente dieron origen a los animales, y colonias de algas
unicelulares heterotróficas deben haber originado a las plantas.
Inclusive actualmente es posible encontrar ejemplos de esa transición en los seres vivos
unicelulares a seres pluricelulares. El agua pluricelular Volvox es un ejemplo. En esta alga
ya se bosqueja un inicio de diferenciación, ya que a pesar de estar constituida por células
con el mismo aspecto morfológico, no se trata de células enteramente autónomas, ya que
son capaces de sobrevivir separadamente.
La evolución ocurre paralelamente con un aumento en la variedad de las células que
constituyen el organismo animal. Los espongiarios, por ejemplo, están formados solamente
por cinco tipos celulares, pero este número aumentó a lo largo delproceso evolutivo al
punto que el cuerpo de un mamífero tiene cerca de 200 tipos de células diferentes.
La diferenciación aumenta la eficiencia de las células, pero las convierte en
dependientes unas de otras:
Hasta cierto punto, el cuerpo de un animal se puede comparar con el de una sociedad
evolucionada donde los individuos, asociándose cooperativa y competitivamente, ejercen
funciones especializadas tales como las de un ingeniero, las de un médico o las de un
abogado. La diferenciación aumenta mucho la eficiencia del conjunto, pero convierte a las
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células dependientes unas de las otras. Cada célula especializada trabaja principalmente
en la función que consigue ejercer con una mayor eficiencia. El organismo animal esta
constituido por diversos tipos celulares con funciones especificas, todos ellos derivados,
por sucesivas divisiones mitóticas, del ovulo fecundado o zigoto.
Un ser humano adulto está
compuesto por unas 10.13 células
de aproximadamente 200tipos
diferentes. Después de la
fecundación, el zigoto experimenta
repetidas divisiones sin aumento de
la masa total de protoplasma. Estas
divisiones generan células cada vez
de menor celular llamada mórula. La
mórula adquiere una cavidad,
pasando al estado de blástula.
En la animales la diferenciación celular comienza en la fase embrionaria de Gástrula
Luego de la etapa de blástula, tiene lugar un proceso llamado gastrulación, que conduce a
la formación de un embrión con tres capas germinativas, denominado gástrula, que
establece una nueva condición para las células del embrión, se caracteriza por lo
siguiente:
1. Comienza una intensa síntesis de proteínas y de RNA, con el consecuente
crecimiento del embrión.
2. Tienen lugar intensos movimientos celulares que originan las tres capas
germinativas.
3. Tiene lugar el proceso de fijación del destino de las embrionarias.
La síntesis del RNA y de las proteínas es poco significativa hasta el inicio de la gastrulación
que es cuando el embrión comienza a crecer. Esto implica que en las etapas embrionarias
que preceden a la gastrulación genética contenida en el DNA (no hay síntesis de RNA, ni
de proteínas).
En la gastrulación, los movimientos celulares son muy activos, llevando a la creación de
las tres capas embrionarias: ectoblasto, mesoblasto y endoblasto. Más aun, se producen
movimientos celulares mucho más complejos por cubrir distancias mayores, los que se
proceden en fases embrionarias más avanzadas.
La fijación del destino de las células embrionarias en la gastrulación es particularmente
importante pues indica que durante este proceso tienen lugar modificaciones en las
células embrionarias que determinan su futuro. Este hecho se observa cuando se
trasplantan partes de un embrión hacia otro de la misma especie y en la misma fase
embrionaria. Cuando esta operación se hace antes de la gastrulación, las células de
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desarrollan de acuerdo con los ambientes encontrados en los tejidos embrionarios donde
fueron trasplantadas.
Sin embrago, si el transplante se efectúa después de la gastrulación, las células van a
diferenciación de las células adyacentes no ocurrirá en el lugar del trasplante. Esto
significa que, en la fase de gástrula, hay una determinación del destino de las células, que
no puede ser fácilmente alterado. Por el contrario, antes de la gástrula, las células
transplantadas se toman semejantes a las del lugar donde fueron colocadas. Más aún, el
proceso de diferenciación es gradual y aun en un animal adulto las diversas células
presentan distintos grados en la diferenciación.
La diferenciación celular es un proceso durante
el cual tienen lugar modificaciones moleculares
y morfológicas con un aumento de la
complejidad celular. Desde el punto de vista
morfológicas, los organelos juegan un
importante rol, dado que estas estructuras se
disponen cualitativa y cuantitativamente de tal
manera que aumentan la eficiencia y se
concentran en las regiones citoplasmáticas
donde hay un alto consumo de energía y el
retículo endoplásmico rugoso aumenta en las
células que secretan proteínas.
Diferenciación y potencialidad.
Se podrá entender bien la diferenciación si se considera
que cada célula esta premunida de dos características:
la diferenciación y la potencialidad. Diferenciación es el
grado de la célula: la potencialidad es la capacidad que
la célula tiene para originar otros tipos celulares. En
cualquier célula, cuanto mayor sea la potencialidad,
menor será la diferenciación y viceversa. El ovulo y los
primeros blastómeros de la mayoría de las especies
animales pueden originar cualquier tipo celular. Estas
células poseen 100% de potencialidad y su grado de
diferenciación es nulo. El óvulo y los blastómeros de
estas células son células, totipotentes. En el otro
extremo están, por ejemplo, las células nerviosas y las
del musculo cardíaco que perdieron incluso la capacidad de división mitótica sin siquiera
poder originar otras células iguales. Estas células son 100% diferenciadas y su
potencialidad es nula. Los ejemplos mostrados son extremos y la mayoría de las células
presentan grados intermedios de diferenciación y potencialidad.
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Las células muy diferenciadas se dividen poco
De una manera general, existe una relación inversa entre el grado de diferenciación de
una célula y su capacidad de multiplicarse. Las células menos diferenciadas, como las de
los embriones muy incipientes, se multiplican intensamente. Por otro lado, las neuronas y
las células musculares cardiacas, que son células altamente diferenciadas, no se
multiplican. A pesar de esto, este aparente antagonismo entre diferenciadas y capacidad
de división mitótica, no es absoluta. Por ejemplo, aun en un animal adulto, las células
acinares de la glándula salival parótida y las células hepáticas, que son muy diferenciadas,
se dividen por mitosis, sobre todo cuando son estimuladas.
La extirpación experimental de parte del hígado de un ratón adulto, por ejemplo, provoca
una intensa proliferación de las células hepáticas restantes, que reconstituyen
íntegramente la parte extirpada del hígado.
El programa genético del ADN comanda la diferenciación celular
La simple multiplicación de los blastómeros,
por autocopia, no sería capaz de originar un
organismo. Pero el zigoto (óvulo fecundado)
contiene en su ADN toda la información
necesaria y es potencialmente capaz de
realizar todas las funciones que caracterizan
las células diferenciadas del organismo. Por
otro lado, las células especializadas pierden
la capacidad de expresar la mayor parte de
la información presente en su ADN,
limitándose a expresar solamente aquellos aspectos directamente relacionados con su
propia especialización. Por ejemplo, un eritroblasto moviliza parte de su patrimonio
génico necesario para la síntesis de la hemoglobina; sin embargo es incapaz de realizar
muchas otras funciones metabólicas.la expresión de la información hereditaria
contenida en su DNA, esta dedicada principalmente a la síntesis de las enzimas
necesarias para la producción del grupo hem, así como para la producción del ARNm de
las globinas que en conjunto, constituye la hemoglobina.
El DNA es constantemente reprimido en su expresión global, tanto en las células
embrionarias como en las células en diferenciación o ya diferenciadas. En un organismo
adulto, cada célula tiene información en su DNA capaz de sintetizar una variedad de
moléculas mucho mayor de lo que ella de hecho sintetiza. Sería desastroso por ejemplo,
si una célula nerviosa produjese queratina, una familia de proteínas que se expresa en
las células de la epidermis. Aun cuando las células de la epidermis. Aun cuando las
células nerviosas tengan los genes que codifican las queratinas, es evidente
reprimitidos.
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La Diferencia Resulta De Una Serie De Expresiones Genéticas:
¿Qué es la Diferenciación Celular?
En términos generales, la diferenciación celular es el conjunto de procesos que
trasforman una célula embrionaria en una célula especializada. como no es posible que
se exprese algo que no esté programado antes en el DNA, se puede decir que la
diferenciación celular es el resultado de la actuación de una serie de controles de
expresión que tienden a especializar la fisiología y también la morfología de una célula,
capacitándola eficazmente para una determinada función en detrimetro de muchas
otra.
El camino que conduce a una célula, desde el estado embrionario a la escencialización,
consiste en una serie de expresiones y represiones genéticas controladas. Cuáles son
estos mecanismos y cómo se integran ellos para originar el organismo, son los
problemas centrales de la diferenciación celular.
La producción de Células Sanguíneas es un modelo de diferenciación bien estudiada.
En estructuras como la célula ósea roja y en el revestimiento del intestino y del
estómago, cuyas células se reproducen rápidamente y se diferenciación generando
vatios tipos celulares, el conocimiento de célula madre o célula troncal (Stem Cell) es
muy importante para comprender la diferenciación celular. Las células troncales son
células poco diferenciadas, que se dividen continuamente durante la vida del animal,
produciendo células que se pueden evolucionar para generar células troncales,
originadas por división de las preexistentes, permanecen como tales, no diferenciándose
y por lo tanto, manteniendo así una base de células poco diferenciadas. Por esta razón
son llamadas células madres. Si todas las células troncalesque se dividen entraron en
diferenciación, la reserva de células troncales desaparecería.
El estudio de las células troncales de la médula ósea roja (la médula ósea amarilla está
constituida por células adiposas y no forma células sanguíneas), ha sido desarrollado
recientemente gracias a las técnicas que permitieron experimentos de
hemocitopoyéticas habían sido previamente destruidas por altas dosis de rayos x. en
esto las condiciones, se desarrollaron colonias hemocitopoyéticas, originadas en el
donante, en el bazo de los animales receptores. Los estudios in vitro fueron realizados
en cultivos en medios semisólidos, creando así condiciones “ecológicas”para la
hemocitopoyesis.
Una extensa serie de trabajos utilizando estas técnicas demostró que las células
troncales, en medio adecuado y cuando son estimuladas por factores de crecimiento,
proliferan y generan así varios tipos de leucocitos.
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Lacélula troncal de la médula ósea roja se divide, originando células linfoides, que
generarán los linfocitos, y células mieloides, que darán origen a los leucocitos no
linfoides (granulocitos y monocitos), a los glóbulos rojos y a los magacarióticos.
Losmegacariocitos son células muy grandes, formadoras de las plaquetas de la sangre.
Los dos tipos celulares derivados de las células troncales de la médula ósea roja (célula
linfoide y célula mieloide) se llaman células Multipotenciales.
Las células Multipotenciales linfoides migran hacia los órganos linfoides (bazo, timo,
linfonodos, amígdalas) donde se multiplicarán generando los varios tipos de linfocitos.
La multiplicación de las células Multipotenciales originará células con menor
potencialidad capaces de producir solamente 1 ó 2 tipos de células (progenituras uní o
bipotenciales) que a su voz, generarán las células precursoras(o blastos) en las cuales ya
surgen características morfológicas, indicando y tienen celular definitivo en el cual se
transformarán. Son blastos, por ejemplo, mielocitos, neutrófilos, eosinófilos, y basófilos.
Las células troncales y las Multipotenciales se multiplican a un ritmo suficiente para
mantener su población que es relativamente pequeña (en la médula de ratones,
solamente entre un 0,1 y 0,3% de la población está constituida por células
Multipotenciales).la velocidad de la mitosis se acelera en las células progenitura
precursoras, generando una gran cantidad de células sanguíneas (3x10n eritrocito:
0,8x10” granulocitos/kg/día, en la médula ósea humana).
La hematocitopoyesis fue estudiada in vivo e in vitro, con la tecnología mencionada, las
colonias formadas en el bazo o en cultivos de tejidos. De esta manera obtuvieron
colonias derivadas de células Multipotenciales que, a partir de una sola célula, producen
eritrocitos, leucocitos no linfoides y megacariocitos.
Aparecen también colonias puras de eritrocitos, de macrófagos o de eosinófilos deriva
de os de célula progenitoras bipotenciales constituidas, por ejemplo macrófagos y
granulocitos. Se han convenido en llamar a las células que forman colonias, células
formadoras de colonias (colony forming Cells, CFC.).
Se utiliza habitualmente la abreviaciónCFC precedida por la inicial de la célula, células
producidas; por ejemplo, mcfc (producen monocitos), eocfc (produce eosinófilos) y
mgcfc (producen monocitos y granulocitos).
Además de la programación genética preexistente en las células involucradas,
hematocipoyesis depende de dos tipos de factores extracelulares:
1)La presencia de Condiciones Ambientales.
2)La presencia de Factores De Crecimiento.
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Las condiciones ambientales requeridas son satisfechas por las células del estroma de
los órganos hematopoyéticos que a su vez producen las componentes de la matriz
extracelular como colágeno, fibronectina y lámina.
Una vez satisfechas estas condiciones ambientales, el desarrollo de la hemacitopoyesis
depende de sustancias que afectan la multiplicación y la diferenciación celulares.
Estas sustancias recibieron los nombres genéricos, factores de crecimiento, factores
estimulado formación de colonias (colony stimulatingúctors, hemopoyetinas). Los
factores de crecimiento por una estructura molecular variada y compleja y
principalmente de tres maneras:
1) Estimulando la división celular (actividad mitogénica), principalmente de células
progenitor, precursoras.
2) Estimulando la diferenciación de células inmaduras.
3) Acentuando las actividades funcionales de leucocitos maduros.
Estas tres propiedades pueden estar presentes grados variables, en un mismo factor de
crecimiento.
Los genes humanos de varios factores de creen ya han sido aislados. Y clonados, con
producción de algunos de esos factores, permitiendo el análisis de su acción in vivo e in
vitro. La utilidad de estos en la medicina es obvia, siempre y cuando sea posible
obtenerlos en cantidad suficiente, lo que ya es en algunos casos.
Algunos ensayos clínicos demostraron que factores son capaces de aumentar la
población de la médula ósea (donde se forman las células de la sangre) y de la sangre
circulante en los vasos sanguíneos. Debido a los múltiples funciones y mención llevan a
cabo estos factores se abre un amplio estudio para su utilización y terapia.
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El Nematodo Caenorhabditis Elegans: Es Un Buen Modelo Para El Estudio De La
Diferenciación.
El nematodo Caenorhabditis elegans tiene 1mm de longitud, una constitución simple y
un ciclo de vida de 3 días. Es un animal que solamente presenta los órganos necesarios
para su alimentación y reproducción. Su genoma esta constituido por tres pares de
cromosomas y tiene solamente 3.000 genes. El Caenorhabditis elegans tiene 20 veces
más de ADN que una bacteria y 35 veces menos que la especie humana. Durante su
desarrollo embrionario (dentro del huevo), se origina 550 células que generan 3.000
células en el adulto (1.000 somática y 2.000 germinativas).
Como el animal es totalmente trasparente, se hace posible observar el desarrollo de
cada célula. Todas las células ya fueron identificadas en el microscopio electrónico
mediante un estudio de cortes seriados. La técnica de los cortes seriados consiste en la
obtención de los cortes de un órgano o de un pequeño animal y en el estudio de un
corte de cada 10, pues daría demasiado trabajo examinar todos los cortes. A través de
esos cortes se puede reconstruir la imagen tridimensional del órgano más aun, del
pequeño animal entero.
De esta manera, fue posible por primera vez estudiar la diferenciación de todas las
células de un animal.
Los resultados observados confirman los principios generales ya obtenidos, muchas
veces por vías indirectas y expuestos anteriormente, pues demostraron la importancia
de la actividad genética, de la interacción entre las células y de la interacción de las
células con el medio extracelular.
Por tratarse de un animal de corto ciclo de vida, es relativamente simple analizar el
efecto de mutaciones genéticas. A través de este análisis,fue posible demostrar la
existencia de genes que controlan el desarrollo embrionario,entre los cuales han sido
distinguidos tres grupos con lasa siguientes acciones:
1. Genes del control general, cuya falla causa la muerte precoz del embrión.
2. Genes de función específicas que controlas la expresión de proteínas específicas
de las células diferenciadas la falla de estos gene permite el desarrollo del
embrión dentro de un plan e organización normal, pero cierto tipo de células
especializadas serán defectuosas.
3. Genes que regulan el plan de construcción del cuerpo del animal y cuya función
defectuosa resulta en una alteración de células diferenciadas normales, tanto en
disposición como en cantidad.
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Diferenciación Celular en el Cáncer.
En la célula de los tumores malignos, los genes se
expresan de una manera anormalmente diversificada e
inestable. Por ejemplo en el cáncer de mama, las células
pueden o no producirse sustancias que van a inducir en el
conjuntivo adyacente una síntesis de colágeno o elastina.
Los canceres (adenocarcinomas) del tubo digestivo, a su vez, pueden expresar intensa
síntesis de mucopolisacaridos o ninguna síntesis, existiendo una gradiente entre esos
dos extremos. Esa inestabilidad genética explica las frecuentes transformaciones en los
tumores, que llevan a modificaciones en su biología y patología. Explica también como
tumores de origen epitelial pueden regenerar regiones tumorales epiteliales, que en su
evolución se pueden trasforman gradualmente en las células del tejido conjuntivo,
llegando a generar tejido cartilaginoso y hasta óseo,un ejemplo único extremo de
modulación.
Varios tumores presentan genes
activos que o se expresan
normalmente, en los tejidos
adultos de donde se originaron.
Las proteínas derivadas de las
expresiones de esos genes
llamados marcadores tumorales y
la detección y el dosage de esas
proteínas,se usan en la práctica
médica para el diagnóstico y para
analizar la evolución de los
tumores.
RESUMEN
En este capítulo han sido estudiados las etapas básica comunes a la diferenciación de las
diversas células de los organismos pluricelulares.las células embrionarias iniciales
generalmente son totipotentes, es decir tienen la capacidad intrínseca de transformarse en
los varios tipos de células especializados del cuerpo.la fijación del destino de las células
embrionarias adquieren la capacidad de seguir diferentes vías de desarrollo.
La diferenciación esta controlada por factores presentes en las célula que se diferencia
(factores intrínsecos) o fuera de ellas (factores extrínsecos).
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Los factores intrínsecos se deben a una programación genética pre-establecida, por la cual
los genes se van expresando o reprimiendo en secuencia pre-determinada por una
distribución irregular de determinadas sustancias en el citoplasma del huevo o cigote, y que
se distribuyen heterogéneamente en los blastómeros, actuando sobre los genes
modificando su expresión.
Los factores extrínsecos pueden ser subdivididos en los factores locales y factores
ambientales.los locales son resultantes de mensajeros químicos originados en otras células
(hormonas, factor de crecimiento) o de la matriz extracelular del organismo en desarrollo.los
factores de origen ambiental que afectan la diferenciación, pueden mencionar la acción de
las drogas (incluyendo medicamentos), las radiaciones ionizantes (rayos x, radiactividad,
rayos U.V, y otros en infecciones virales).
Un modelo de diferenciación bien estudiado de interés y aplicación en medicina es el
proceso de formación de glóbulos rojos (hemacitopoyesis).
Varios tejidos y órganos del cuerpo humano no se presentan completamente diferenciados
en el recién nacido y ese proceso se completa a su propio ritmo en cada caso.
ESTUDIO DE LAS CÉLULAS MADRE:
El estudio de las células madre nos permitirá conocer los mecanismos de
especializacióncelulares. Que mecanismos hacen que un gen sea activo y haga su trabajo y
qué mecanismos inhiben la expresión de ese gen, elcáncer, porejemplo, es un caso de
especialización celular anormal.
Lascélulas madre pueden servir para probar nuevos medicamentos en todo tipo de tejidos
antes de hacer las pruebas reales en animales o en humanos.
Lascélulas madre tendránaplicaciones en terapias celulares, medicina regenerativa o
ingenieria tisular. Muchas enfermedades son consecuencia de malfunciones celulares o
destrucción de tejidos. Uno de los remedios, en casos muy graves, es el transplante. Las
células especializadas ofrecen frecuentemente la posibilidad de reemplazar células y tejidos
dañados. Así se podrán emplear para casos de Parkinson y alzheimer, lesionesmedulares,
quemaduras, lesiones de corazón o cerebrales, diabetes, osteoporesis artritis reumatoide.
Veamos ejemplos de aplicaciones:
Según publicó Sciences abril de 2000, a dos bebés que nacieron con un defecto genético
que les ocasionaban una severa inmunodeficiencia, les extrajeron células madre de
médula ósea.
Se cultivaron las células, se reemplazó el gen defectuoso y se transfirieron de nuevo a
los niños. Este experimento, en el que se emplearon células madre de los propios bebés,
constituyó el primer éxito de curación mediante terapia genética.
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Por primera vez en España en la clínica Universitaria de Navarra se han curado un
corazón infartado implantando células madre del propio paciente. El paciente tenía una
parte del músculo cardíaco muerta a acusa de varios infartos.se les extrajeron células
del muslo se seleccionaron y parificaron las células madre. Después de cultivarlas
durante tres semanas se inyectaron en el músculo infartado.
Un trabajo de la universidad
JohnsHopkins,
enBaltimore,presentado durante el
encuentro anual de la sociedad
americana de neurociencia
explicaba que la inyección de células
madre en el líquidocefalorraquídeo
de los animales lograba devolver el
movimiento a unos roedores con
parálisis. Los expertos introdujeron
células madre neuronales en los
roedores paralizados por un virus
que ataca específicamente a las
neuronas motoras y comprobaron
que el 50 por ciento recuperaba la
habilidad de apoyar las plantas de
unas o de dos de sus patas traseras.
Las investigaciones son muy prometedoras y avanzan muy rápidamente, pero queda
mucho por hacer para llegar a aplicaciones reales. Todavía falta por conocer los
mecanismos que permiten la especialización de las células madre humanas para obtener
tejidos especializados validos para el transplante.
Ingeniería De Las Células Madre:
Cuando se extraen células del cuerpo y se mantienen en cultivo, generalmente
conservan su carácter original. Cada tipo celular especializado tiene una memoria de la
historia de su desarrollo y queda fijado en su destino especializado, aunque pueden
ocurrir algunas transformaciones, como ocurren en los tejidos intactos que acabamos
de ver. Igual que sucede en los tejidos, las células madres en cultivo pueden seguir
dividiéndose, o bien pueden diferenciarse en uno o en más tipos celulares, aunque los
tipos de células que pueden generar son restringidos.
Cada tipo de célula madre renueva un tipo determinado de tejido. Durante mucho
tiempo se creyó que en algunos tejidos, como en el cerebro, la regeneración era
imposible debido a que en el individuo no quedaba células madres. Por tanto, parecía
existir muy poca esperanza de reemplazar las células nerviosas perdidas del cerebro de
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mamíferos mediante la formación de otras nuevas, o bien de regenerar cualquier tipo
celular cuyos progenitores normales ya no se encontraban en el tejido.
Descubrimientos recientes nos han aportado una percepción mas optimista sobre lo que
pueden hacer las células madres y cobre como se pueden utilizar. Algunos hallazgos han
demostrado formas excepcionales de versatilidad en las células madres que apenas
podían sospecharse con los tejidos. En esta última sección examinamos este fenómeno y
consideramos las nuevas oportunidades que proporciona para mejorar nuestros
mecanismos naturales de reparación.
Las Células Madre Embrionarias forman cualquier parte del Cuerpo:
Mediante cultivos celulares de embriones tempranos de ratón es posibles generar una
clase especial de células madres denominadas células madres embrionarias, o células es.
Las células es se pueden mantenerse proliferando indefinidamente en cultivo y sigue
conservando un alto potencial de desarrollo. Si se vuelven a situar en un estado
temprano del entorno embrionario, pueden dar lugar a todos los tejidos y tipos
celulares del cuerpo, incluyendo células germinales. Se integran perfectamente en
cualquier sitio donde se hallen, adoptando el carácter y el comportamiento que
mostrarían las células normales en este mismo lugar. Podemos considerar el desarrollo
en términos de una serie de opciones que se van planteando a las células a medida que
avanzan por la vía que conducen desde el huevo fecundado hasta la diferenciación
terminal. Después de una larga permanencia en el cultivo es y su descendencia todavía
pueden seguir las señales de cada bifurcación de la vía y responder tal como lo harían
las células embrionarias normales.
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Actualmente se pueden generar células con propiedades a las células es de ratón, a
partir de embriones humanos tempranos y de ovarios y testículos fetales humanos
maduros lesionados. Frente a las objeciones éticas que surgen en cuanto a la
actualización de embriones humanos, merece la pena considerar las posibilidades que
se abren ante nosotros. Dejando a un lado el sueño del crecimiento completo de
órganos a partir de las células es mediante una recopilación del desarrollo embrionario,
los experimentos realizados en ratones sugieren que e un futuro cercano será posible
utilizar las células es para reemplazar las fibras musculares esqueléticas degeneradas en
pacientes de enfermedad de párkinson, las células secretoras de insulina que faltan en
la diabetes de tipo I, las células musculares del corazón que mueren en un infarto
cardiaco, etc.
En cultivo se puede inducir la
diferenciación de las células es del
ratón a diferentes tipos celulares.
Cuando se trata con una estricta
combinación de proteínas
señalizadoras, se diferencian en
astrocitos y oligodendrocitos, los dos
principales de células es tratadas se
inyectan en el cerebro de un ratón,
pueden actuar como progenitoras de
estos tipos celulares. Por ejemplo, si
el ratón huésped es deficiente en
oligodendrocitos formadores de
mielina, las células transplantadas de
los axones que carecen de ellas.
Las Células Madre Epidérmicas
pueden reparar Tejidos:
Aun queda mucho para adoptar tratamientos de rutina en enfermedades humanas. Una
de las principales dificultades es el rechazo inmunitario. Si las células derivadas de las es
con un genotipo determinado se trasplantan de un individuo a otro, las células
trasplantadas probablemente serán rechazadas como células extrañas por el sistema
inmunitario. Se han desarrollado métodos para solucionar este problema. Sin embargo
los problemas inmunológicos y algunos éticos pueden evitarse si se obtiene los tipos de
células madres correctos a partir del organismo del paciente.
Un ejemplo es usar células madres para reparar una piel quemada. Mediante cultivos
celulares procedentes de las zonas no lesionadas de la piel del paciente es posible
obtener rápidamente células madres pueden repoblar la superficie corporal dañada. Sin
embargo, si la quemadura es de tercer grado, en primer lugar, hay que sustituir
urgentemente la dermis perdida. Para ello, se puede utilizar la dermis extraída de un
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cadáver humano, o sustituirla por una dermis artificial. Este campo todavía esta sujeto a
experimentación.
Existe una técnica en la que se forma una lámina de matriz artificial de colágeno
mezclada con glucosaminoglucanos, con una fina membrana externa se silicona que
cubre la superficie externa de silicona que cubre la superficie externa construyendo una
barrera impermeable, y esta piel sustitutoria se extiende sobre la superficie del cuerpo
quemado, después de haber limpiado los tejidos dañados. Los fibroblastos y los
capilares sanguíneos de los tejidos más profundos del paciente migran a través de la
matriz artificial y la reemplazan gradualmente con tejido conjuntivo nuevo. Mientras
tanto, se cultivan las células epidérmicas hasta alcanzar un número suficientes para
formar una lámina fine de extensión adecuada. Unas semanas más tarde de la operación
inicial, se extrae la membrana de silicona y se sustituye por esta epidermis cultivada,
hasta que se reconstruye la piel.
Las células madres neuronales pueden repoblar el S.N.C.
Mientras la epidermis se puede
regenerar de forma rápida y sencilla, el
sistema nervioso central es el más
complejo y, al parecer, el más difícil es
reconstruir en la vida adulta. El cerebro y
la medula de los mamíferos adultos
tienen muy poca capacidad de autor
reparación y las células madres capaces
de generar neuronas y células de la glía.
Además, en algunas zonas se producen
continuamente nuevas neuronas que
reemplazan las que mueren. Esta
renovación neuronal es espectacular en
algunos pájaros cantores en los que cada año mueren muchas neuronas y son
reemplazados por otras, como parte del proceso de aprendizaje de una melodía en cada
época de cría. En cada experimento con roedores se han extraído células madres
neuronales del adulto, se han mantenido en cultivo y después se han implantado en el
cerebro de un animal huésped, donde produce una descendencia diferenciada.
Curiosamente, parece que las células trasplantadas ajustan su comportamiento a las
condiciones de su nueva ubicación. Por ejemplo, las células madres del hipocampo
implantadas en la vía precursora del bulbo olfatorio dan lugar a las neuronas que llegan
a incorporarse correctamente al bulbo olfatorio y viceversa. Estos descubrimientos
sustentan la esperanza de que pueda ser posible utilizar las células madres neuronales
por lo menos para reparar determinados tipos de lesiones y enfermedades del sistema
nervioso central.
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Las células madres de tejidos adultos pueden ser más versátiles de lo que parecen.
¿Hay células con capacidades de células madres inesperadas también en otras regiones
del cuerpo? Si, las células madres embrionarias se pueden inducir a diferenciarse
siguiendo cualquier vía que nos parezca, ¿es posible también inducir a otros tipos de
células madres, extraídas de tejidos adultos, a que se diferencien en tipos celulares
distintos de los de su propia descendencia?
Actualmente existen importantes pruebas de que la respuesta es si. Por ejemplo, se ha
descrito que las células madres del sistema nervioso, derivan del cerebro adulto,
pueden dar lugar a células hematopoyéticas se ha eliminado mediantes rayos X.
también se ha descubierto que cuando se inyectan estas células madres neuronales
directamente al tejido muscular, dan lugar a células musculares esqueléticas.
Otro ejemplo lo aportan las células de la medula ósea roja del adulto. Cuando se
inyectan en organismos receptores sometidos a rayos X, no solo pueden apitar células
hematopoyéticas frescas al huésped, sino también dar lugar a distintos tipos celulares,
incluidos los neumocitos y los hepatocitos. La formación de células hepáticas a partir de
las células de la medula ósea se ha demostrado en ratones y en el hombre, en
trasplantes de medula ósea para tratar la leucemia. En el hígado del huésped, hay
hepatocitos completamente diferenciados cuyos marcadores genéticos demuestran que
proceden del donante. En estos casos, experimente con ratones han demostrado que
los hepatocitos derivan específicamente de las células madres hematopoyéticas de la
médula ósea. Cuando el propio hígado del huésped es defectuoso o está lesionado, de
forma que estimula su repoblación por las células trasplantadas, puede localizarse en el
hígado grandes cantidades de hepatocitos derivados de las células hematopoyéticas del
donante. Sin embargo, no está claro todavía como tiene lugar la conversación del
destino celular. Puede ser que cualquier célula hematopoyética tenga una pequeña
probabilidad de desviarse hacia un destino extraño, incluso si se encuentro en un
entrono extraño apropiado. Todavía disponemos tan solo de una idea muy confusa
acerca de las transiciones posibles y de los factores que las provocan o las inhiben.
Las células madres extraídas de tejidos adultos prometen ser muy útiles en la reparación
de tejidos, aunque otras estrategias pueden tener incluso otro potencial mayor. En
principio tendría que ser por lo menos factible utilizar tejidos adultos para generar
células ES “personalizadas”, es decir con el mismo genoma que el paciente adulto cuyo
organismo es necesario reparar. La clonación de la oveja dolly y de otros mamíferos ha
mostrado una vía para realizarlo. El núcleo de un ovocito puede reemplazarse
artificialmente por un núcleo obtenido de una célula adulta, y la célula nuclear es
idéntica al del adulto donante. Podría ser posible obtener células ES a partir de células
descendientes inmediatas de unas células hibrida, mediante técnicas similares a las que
se utilizan para obtener células ES a partir de embriones tempranos de ratones.
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Es necesario resolver cuestiones éticas muy serias
y vencer enormes problemas técnicos antes de
que esto se haga realidad. Quizás se encuentren
otras vías mejores para reponer células con un
estadio embrionario de versatilidad en el adulto.
Sin embargo, sea por una vía o por otra, parece
que la biología celular está empezando a
vislumbrar nuevas formas para mejorar los
mecanismos naturales de reparación tisular.
Cultivo de las células madres:
La investigación con células madre se ha convertido en un tema de candente actualidad.
Existen tres métodos para obtención de
dichas células madre:
1. Clonación terapéutica.
2. Cultivo in vitro.
3. Cultivo de tejidos.
¿Cómo se consigue un cultivo de células madre?
Existen varias estrategias pero en todos los casos es un proceso largo, complejo y por el
momento con una tasa de éxito baja. Para conseguirlo es necesario reproducir, en el
laboratorio, el escenario en el que estas células actúan en el organismo. Además, estos
modelos experimentales tienen que cumplir una serie de características.
Tienen que reflejar de forma exacta la biología de las células madre.
Tienen que ser reproducibles, es decir, los experimentos se tienen que poder
repetir en el laboratorio.
Tienen que ser procesos de una duración no muy larga, de modo que se puedan
desarrollar, analizar y repetir en un periodo de tiempo razonable.
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Cultivo de Células madre embrionarias
Si se quiere obtener un cultivo o línea celular
de células embrionarias (imagen), el proceso
comienza aislando técnicas de microcirugía, la
masa celular interna del embrión. Esta masa
de células se coloca sobre un soporte de vidrio
o plástico donde existe un líquido rico en los
nutrientes que necesitan las células para
multiplicarse y crecer. Conforme las células
van dividiéndose y aumenta su número, se va
repitiendo el proceso. Así al final se obtiene
una línea celular de células embrionarias. Este
cultivo seguirá dividiéndose siempre que se mantenga bajo control el ambiente y se
aporten los nutrientes necesarios para crecer.
Estrategia para obtener cultivos de células madre embrionarias a partir de
un embrión.
En 1998 científicos estadounidenses desarrollan células madre procedentes de embriones
humanos y de células reproductivas. Hay diferentes modos para generar estas codiciadas
células, las cuales tienen mayor capacidad pre productiva:
Extraerlas de embriones
Mediante tecinas de clonación
Forzando la división de óvulos sin fecundar
A partir de embriones sobrantes de proceso de FIV se pueden generar líneas de
células madre embrionarias humanas a partir de embriones creados mediante FIV. En
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este caso, como la fecundación tiene lugar del cuerpo de la mujer, es posible crecer
estos embriones en el laboratorio.
En 2001 investigadores de la Universidad de Wisconsin transformaron células madres
embrionarias en células sanguíneas.
La preparación de células estaminales embrionarias humanas implica:
La producción de embriones humanos y/o la utilización de los sobrantes de fecundación in
Vitro o de los crio conservados.
1. Su desarrollo hasta la fase de blastocito inicial.
2. La extracción del embrioblasto o masa celular interna (ICM), operación que implica la
destrucción del embrión.
3. El cultivo de dichas células en un estrato de fibroblastos de ratón irradiados (feeder -
alimentador) y en un terreno adecuado, donde se multiplican y confluyen hasta la
formación de colonias.
4. Repetidos cultivos de las células de las colonias obtenidas, que llevan a la formación
de líneas celulares capaces de multiplicarse indefinidamente conservando las
características de células estaminales (ES) durante meses y años.
Cultivo de células madre adultas
Las primeras investigaciones con células madres procedentes de tejidos de adultos se
llevaron a cabo a partir de 1960.
En 1968 se empezaron a emplear células madre adultas para tratar a pacientes con
deficiencias inmunológicas.
Se obtienen a partir de células madres multipotentes, que se hallan en distintos tejidos
(probablemente en casi todos), como la piel, medula ósea, tejido adiposo, tejido
conjuntivo, bulbo olfatorio, etc.
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Una principal fuente de células madre en un individuo adulto es la grasa del tejido
celular subcutáneo, considerado por muchos expertos como inagotable. Este tipo de
células solamente pueden convertirse en células del tejido del que proceden.
Las células madres adultas se pueden encontrar:
1. En el cordón umbilical de los recién nacidos
2. En la medula ósea de personas adultas: es la mejor fuente de células madre dentro
del organismo adulto.
3. En el cerebro (NSCs), en el mesenquima (MSCs) de varios órganos, estos son capaces
de dar origen a diversos tipos de células, la mayoría hepática, muscular y nerviosa.
4. Se ha descubierto como reconocerlas, seleccionarlas, mantener su desarrollo y
llevarlas a formar diversos tipos de células maduras mediante factores de
crecimiento y otras proteínas reguladoras. Más aun, se ha realizado ya un notable
adelanto en campo experimental, aplicando incluso los más avanzados métodos de
ingeniería genética y biología molecular.
Células madres embrionarias Vs. Células madres adultas
Una de las razones invocadas para la utilización de las células madres embrionarias es la
dificultad para aislar y cultivar células madre de adulto en el laboratorio manteniéndolas
en un estadio de indiferencia ion. En abril de 2001 se publicó un artículo adulto en la
que se demostraba que una de las principales fuentes de células madre en un individuo
adulto es la grasa de tejido celular subcutáneo, una fuente considerada por muchos
como inagotable pero ese tipo de células madre solo tienen la capacidad de convertirse
en células del tejido del que habían sido obtenidas no son Pluripotenciales.
Desde un punto de vista exclusivamente técnico sin pensar ahora en que para obtener
células madre embrionarias hay que destruir el embrión para un científico interesado en
este campo las células madres de origen embrionario son particularmente atractivas por
varios motivos. En primer lugar, su gran plasticidad; además, son fáciles de conseguir y
cultivar; y, por último, son muy sensibles a la acción de los agentes diferenciadores que
el investigador utiliza en sus experimentos. Además, estas células embrionarias
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aparentemente no tienen un límite en su capacidad de proliferación, y por tanto se
podrían, en teoría, mantener indefinidamente en cultivo. Los estudios publicados en el
último año demuestran que, cuando se ponen en cultivo, estas células madre derivadas
de embriones humanos tienen la capacidad de diferenciarse en varios tipos celulares;
los primeros trabajos publicados con estas células embrionarias han mostrado que esa
diferenciación ocurre de modo espontaneo y sin ninguna regulación: estas células
madre forman en cultivo masas heterogéneas de células que se diferencian sin orden ni
concierto. Su vitalidad, junto a su limitada capacidad proliferativa, es en principio una
ventaja; sin embargo, esa potencialidad supone al mismo tiempo una desventaja, las
células madre procedentes de embriones son más difíciles de controlar. De hecho,
muchos de los experimentos en los que se trasplantan estas células a animales de
experimentación, terminan con la aparición frecuente de unos amasijos tumorales de
células heterogéneas, denominados teratomas, compuestos de masas informes de
células entre las que se intercalan caóticamente fragmentos de tejidos parcial o
completamente diferenciados.
En cambio, otras opiniones nos dicen de las bondades de la utilización de las células
madres de adulto en lugar de las embrionarias, es así que utilizando las primeras, se
evitaría la destrucción e investigación con embriones humanos y se respetaría la
dotación genética del individuo, evitando mutaciones del ADM. Además las
investigaciones con células madres de adultos están mucho más avanzadas incluso ya en
fase clínica.
Recientemente se ha publicado en un artículo en la revista Nature, un estudio en
ratones que confirmaba como el infectar células madre de ratón extraídas de su medula
ósea en el corazón dañado de este mismo ratón, provocaba que esas células se
diferenciaran a miocitos maduros y reemplazaran a los miocitos del corazón dañado,
devolviendo a ese órgano su capacidad de bomba. En Paris se realizo la misma técnica
en un enfermo con una miocardiopatía dilatada alcohólica.
- El resultado fue excelente.
Aunque los experimentos con células madres embrionarias en animales sean
prometedores, como acurre con las células de los adultos, los retos que deben ser
solventados por los investigadores para poder usar las mismas en estrategias de terapia
celular no son en absoluto triviales. Estos son:
I. El control estricto de la diferenciación hacia un tipo celular bien definido, sin
contaminación de ningún otro.
II. Evitar imperativamente la aparición de teratomas tras su inyección en el órgano
receptor.
III. Evitar el problema del rechazo tras su implantación.
IV. Demostrar la funcionalidad o beneficio terapéutico tanto en animales como en
humanos.
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V. Ser capaces de controlar los niveles de diferenciación y proliferación para evitar
problemas derivados de la “superpotencia” diferenciadora y proliferativa propias
de las células madre embrionarias.
Como podemos apreciar, no solo existe una controversia ética sobre la utilización
de las células madres embrionarias sino que la misma se encuentre en el seno de
la comunidad científica.
CLONACION TERAPEUTICA (PARACLONACION)
Consiste en tomar el núcleo de una célula del
paciente adulto y transferirlo a un ovulo humano
cuyo núcleo se ha eliminado previamente. El
resultado sería un embrión humano clónico (un
clon paciente). Sin embargo, el embrión no se
implantaría en una mujer (lo que daría lugar a un
hijo clónico del paciente). Solo se le dejaría
desarrollarse unos días. Luego se elimina para
obtener de él las células madre.
En la primera etapa de desarrollo del embrión, cuando es un grupo de no más de 100
células, estas pueden usarse como células madre o permitir que sigan multiplicándose y
empiecen a diferenciarse una vez implantadas en un útero. Sin embargo, para que el
embarazo sea viable, el ovulo tiene que reprogramar el genoma, de la célula original, que
puede ser de cualquier tejido por ejemplo la piel, borrando la memoria genética de su
origen, explica Jaenisch. Lo hace impidiendo que se expresen los genes específicos de la piel
y encendiendo los necesarios para el desarrollo embrionario.
Los científicos creen que este complicado proceso nunca es perfecto, y que esta es la razón
de las anormalidades de los fetos y animales clonados.
Cuando las células madre son recolectadas en el laboratorio en vez de implantadas en un
útero, sucede algo parecido a lo que pasa con los embriones, porque la mayoría muere. Sin
embargo, las pocas que sobreviven y se multiplican in Vitro parecen ser las que han
resultado totalmente reprogramadas. Ya se evidencio que el uso terapéutico, como se había
constatado en experimentos con ratones. Así pues, hubiera sido preciso preparar líneas
especializadas de células diferenciadas según cada necesidad. El tiempo requerido para su
obtención no parecía breve. Pero, aun en el caso de que se hubiera logrado, sería muy difícil
tener la certeza de la ausencia absoluta de células estaminales en la inoculación o en la
implantación terapéutica, con los riesgos consiguientes. Y, más aun, se debería recurrir a
ulteriores tratamiento para superar la incompatibilidad inmunológica.
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No existe diferencias entre “clonación” para la obtención de individuos (rechazada tacita y
legalmente en el mundo civilizado) y la “clonación terapéutica”.
La “clonación terapéutica” no es la única vía de obtener células germinales. Se ha
demostrado que en el individuo adulto existen células Multipotenciales no solo en tejidos
con alta proliferación celular como la medula ósea, sino en otros de renovación lenta como
la piel e incluso, el Sistema Nervioso Central, donde tanto tiempo se negó la existencia de
posible regeneración de las neuronas. Se han logrado obtener células adultas especificas de
distintos tejidos (piel, musculo, riñón, glándulas) a partir de células troncales obtenidas de la
piel y de otros órganos incluso se han obtenido neuronas troncales aisladas de la piel.
Aplicación:
Las células madre ofrecen la posibilidad de una fuente renovable de células para
enfermedades cuyo origen fisiológico ya se ha definido y que resultan devastadoras en
nuestra sociedad, como ejemplo tenemos a la insuficiencia hepática o renal, en las que
degeneran las células del hígado o del riñón; con la diabetes, en la que las células del
páncreas ya no fabrican insulina; Parkinson, Alzheimer, enfermedades cardíacas, lesiones de
médula espinal, artritis reumatoide, etc.
En un planteamiento teórico se pensó solucionar estas
enfermedades aportando nuevas células en pleno
funcionamiento para recuperar al organismo. La forma
inicial más sencilla fue trasplantar órganos plenamente
funcionales. Se obtuvieron éxitos muy significativos en
algunos casos (hígado, riñón) con lo que el avance de la
medicina fue espectacular. Su principal problema es el
rechazo. Nuestro organismo tiene unos sistemas de
defensa que destruyen cualquier célula que no es
reconocida como propia y, por tanto, desde el primer
momento lucha por eliminar lo que se trasplanta o
implanta. Además de los fracasos por el rechazo,
muchas enfermedades no pueden ser corregidas con un
trasplante, bien porque el órgano no “prende” (por
ejemplo, el páncreas) o bien porque el órgano es muy
complejo y solo necesitamos implantar un tipo
USOS DEL CULTIVO DE CÉLULAS
MADRE
CELULAS MADRES Página 55
concreto de célula. Para solucionar estos casos surge la idea de desarrollar terapias celulares
específicas. Estos tratamientos celulares podemos considerarlos compuestos de tres fases:
1. Obtención de células adultas específicas y compatibles con el individuo, y
2. Introducción de’ las mismas (implante) en el tejido enfermo para restaurar la
función pérdida por el organismo.
3. la producción de células sanas en el laboratorio.
Cultivo de células madre para la reparación de córneas
Esta técnica de cultivo de células madre es para
el tratamiento, cuando uno de los ojos está
sano, se toma parte de tejido para
trasplantarlo al ojo enfermo, o bien se puede
hacer un auto transplante, que consiste en la
toma de tejido ocular perteneciente a otra
persona, que puede ser familiar o de un banco
de ojos.
“En cambio el autotrasplante consiste en la
toma de tejido de la zona limbar del ojo sano (2
x 1 milímetros) que luego se coloca sobre una
placa de membrana amniótica que sirve de
sustrato biológico para el cultivo de células
madres del limbo esclero - corneal. Al cabo de
tres semanas de cultivo en laboratorio se puede conseguir un tejido de 2 a 2,5
centímetros, que se puede retrasplantar al paciente”.
“Los últimos estudios detectaron que las células progenitoras situadas en el limbo
esclero-corneal restituyen la integridad de la superficie de la córnea a través de la
formación del epitelio anterior”
Reparación del músculo cardiaco con uso de células madre
Por otra parte, hay investigaciones,
algunas en curso, sobre la
regeneración del tejido cardíaco
humano por las células madre. El
catedrático de cardiología de la
universidad de Stamford Simón
Stertzer puso en marcha un proyecto
de investigación que intenta reparar el
músculo por medio de la inyección de
células madre.
Actualmente han conseguido
regenerar en parte, lesiones cardíacas
CELULAS MADRES Página 56
en individuos que habían sido inyectados con células madre de médula ósea.
La técnica consiste en la inyección de las células madre de la médula ósea en un corazón
infartado, donde pueden generar células cardíacas y repoblar con éxito el tejido del
corazón, que recupera parte de su función, produciéndose por tanto una regeneración
del músculo dañado.
Figura 8. Células cardiacas Progenitoras. Estas células, mediante los estímulos
adecuados, son capaces de diferenciarse en miocitos, células endoteliales y células de
conducción.
Utilización de las células madre del cordón umbilical
Hasta hace poco, el cordón umbilical era
desechado tras el nacimiento del bebe
pero, en la actualidad se sabe que la
sangre del cordón puede ser la
prometedora solución de unos 45
trastornos genéticos y degenerativos. Los
trabajos publicados han demostrado
además que dichas células ofrecen
ventajas sobre el empleo de células madre
derivadas de médula ósea.
Desde entonces se han realizado con éxito
más de 2.000 trasplantes de células madre
de cordón umbilical en pacientes con enfermedades potencialmente mortales. Los
trabajos publicados han demostrado que dichas células ofrecen ventajas sobre el
empleo de células madre derivadas de médula ósea.
Ventajas del uso del cordón umbilical
1. Las células madre de la sangre del cordón umbilical son mucho más fáciles de
obtener ya que pueden tomarse inmediatamente de la placenta en el momento del
parto, mientras que la recolección de células primordiales de la médula ósea
requiere un procedimiento quirúrgico, por lo general con anestesia general, que
puede causar dolores post-operatorios y representa un pequeño riesgo para el
donante.
2. Estas pueden almacenarse y volverse a transplantar en el donante, en un miembro
de la familia o en un receptor sin relación de parentesco.
3. Algunos estudios sugieren que la sangre del cordón umbilical puede tener una
capacidad mayor que la médula ósea para generar nuevas células sanguíneas.
4. Además, el uso de sangre del cordón umbilical puede hacer que los transplantes de
células primordiales estén disponibles más rápidamente para las personas que los
necesitan, lo cual, a veces, es de particular importancia para pacientes con casos
CELULAS MADRES Página 57
severos de leucemia, anemia o inmunodeficiencia que, de otro modo, morirían
antes de poder encontrar a alguien compatible.
Los embriones humanos que se encuentran
conservados en las clínicas de fertilización se han
considerado por algunos investigadores una
fuente de células progenitoras muy adecuada,
pues pensaban que se podrían obviar mediante
ciertas técnicas la fuente del posible rechazo
cuando se implantaran, y si no fuera ello posible,
en último término, serían el material idóneo para
experimentar con un material humano de “desecho” las posibilidades de
generación de células adultas especializadas y averiguar cuales son los factores que
dirigen este proceso.
Detener el desarrollo del embrión fabricado artificialmente en una u otra fase del
desarrollo, o completarlo, no modifica la transgresión ética de crear vidas
humanas artificiales contra natura.
Terapias de células madre
Las células madre ofrecen la oportunidad de transplantar una fuente viva para la auto
regeneración. Los transplantes de médula de los huesos (BMT en sus siglas en inglés)
son una reconocida aplicación clínica del transplante de células madre.
Los trasplantes de médula ósea son intervenciones que se realizan para el tratamiento
de determinadas enfermedades de la sangre, como las leucemias o los linfomas (en
niños también para ciertos trastornos metabólicos). El paciente debe someterse a
agresivas sesiones de quimioterapia y radioterapia que acaben con todas las células
malignas de su organismo, pero también aniquilan las células sanas de la médula ósea,
por lo que se recurre a un trasplante que permita regenerar de nuevo la capacidad de la
médula para fabricar los diferentes componentes sanguíneos.
Este trasplante puede hacerse con células de la médula ósea de un donante compatible
(emparentado o no con el receptor), en algunos casos procedentes del propio paciente
(antólogo) o bien con las que hay en el cordón umbilical. Hoy por hoy, para ciertas
leucemias y linfomas el único tratamiento posible es un trasplante.
El procedimiento en sí mismo es similar al de una transfusión de sangre, sin ningún
riesgo para el paciente, y dura alrededor de media hora. Una vez transfundido, se
enfrenta a todos los efectos secundarios propios de un trasplante, sobre todo al
rechazo. También puede experimentar fiebre, escalofríos, náuseas o vómitos
.
Reemplazo de la piel
CELULAS MADRES Página 58
El conocimiento de las células madre ha hecho
posible que los científicos puedan crecer piel
nueva a partir de cabellos arrancados de la
cabeza del paciente. Las células madre de la
piel (llamadas queratinocitos) residen en los
folículos del cabello y pueden ser removidas al
arrancar el pelo de raíz. Estas células pueden
ser cultivadas para formar un equivalente
epidérmico de la piel de los pacientes y
proveer tejido para un injerto autologo,
eliminando el problema del rechazo. Actualmente, este método está siendo estudiado
en pruebas clínicas como una alternativa a los injertos quirúrgicos usados en los casos
de úlceras venosas y víctimas con quemaduras.
Tratamiento para la diabetes
Recientemente, se han podido generar células que expresan la insulina a partir de
células madre de ratón. Además, estas células se auto-organizan para formar
estructuras, las cuales no solo se parecen mucho a las isletas pancreáticas normales,
sino que también producen insulina. Las investigaciones futuras necesitan enfocarse
en formas de optimizar las condiciones para la producción de insulina, con el fin de
proveer una terapia basada en células madre para tratar a la diabetes que pueda
remplazar la necesidad de inyectarse insulina constantemente.
En la actualidad existen terapias para los 2 tipos de diabetes que resultan
insatisfactorias porque no ofrecen una cura de la enfermedad, y en la mayoría de los
casos no podrán evitar la aparición de las complicaciones secundarias asociadas a
ella.
El transplante de islotes pancreáticos ha sido sin duda una esperanzadora estrategia
para restaurar la masa de célula funcional en los pacientes diabéticos y poder así
conseguir la normoglicemia Esto comporta la necesidad de identificar nuevas terapias
genéticas como, por ejemplo, la obtención de células productoras de insulina a partir
de células pluripotentes. Sin embargo, es necesario profundizar en los mecanismos
moleculares de la propia célula beta que se intenta restablecer.
La viabilidad de esta nueva estrategia celular depende principalmente de 3
importantes PE requisitos:
Identificación de células Pluripotenciales o unas células progenitoras
pancreáticos que tengan la capacidad de auto replicarse y de generar células
diferenciadas.
CELULAS MADRES Página 59
Identificación de las señales proliferativas que permiten expandir, de una
manera específica, estos progenitores pancreáticos.
Identificación de señales instructivas que induzcan la diferenciación de estas
células Pluripotenciales o progenitoras en células funcionales que secreten la
insulina correctamente procesada, de una manera pulsátil, en respuesta a
concentraciones fisiológicas de glucosa.
Tratan diabetes con células pancreáticas de donante vivo:
Científicos japoneses anunciaron que lograron revertir la diabetes de una paciente tras
realizar el primer trasplante mundial de células pancreáticas procedentes de un donante
vivo.
La paciente, una mujer de 27 años que desde los 15 años dependía de inyecciones de
insulina para controlar su diabetes, recibió en enero células del islote pancreático
productoras de la hormona insulina, que ayuda a regular la glucosa en la sangre,
procedentes de su madre, una mujer de 56 años. El proceso se realizó en una
dependencia médica de la Universidad de Kioto.
“Consideramos que este trasplante de células de islote de un donante vivo puede ser
una opción adicional en el tratamiento de la diabetes insulino-dependiente”, añadió. Los
trasplantes de células de islote pancreático procedentes de donantes fallecidos se
perfeccionaron en el 2000.
Sin embargo, Matsumoto dijo que las células de islote de donantes vivos son mejores
porque tienen la probabilidad de funcionar mucho mejor.
Los donantes vivos podrían superar la escasez de cadáveres para obtener estas células.
Se necesitan dos o más páncreas de donantes muertos para estos trasplantes,
comparado con sólo la mitad de un páncreas vivo.
Trasplante de células madre
Para cumplir la promesa de nuevas terapias reparadoras, los científicos deben ser
capaces de manipular de manera fácil y reproducible las células madre para que estas
posean las características necesarias d manera que su diferenciación, transplante e
integración sean exitosos.
Existen, además, una serie de fases críticas de los procedimientos de transplante que
deben ser controladas de forma precisa antes de aplicar clínicamente tales
tratamientos, de manera que las células madre a utilizar deben cumplir de manera
fehaciente las siguientes características:
CELULAS MADRES Página 60
- Proliferar ampliamente y generar cantidades suficientes de
tejido
- Diferenciarse en el/los tipo(s) celulares deseados
- Sobrevivir en el receptor tras el trasplante
- Integrarse en el tejido circundante
- Funcionar apropiadamente durante toda la vida del
receptor
- No producir ningún tipo de daño al receptor en ningún
momento.
Hay que tener en cuenta que las células derivadas de las
células madre pueden producir el rechazo inmune por parte
del receptor. Este rechazo inmunológico podría ser evitado
si las células que se van a trasplantar expresan los mismos
antígenos de histocompatibilidad MHC del receptor del
trasplante, es decir, si se consigue que el organismo
aceptador los reconozca como propios.
Transplante de Células madre solo en niños por ahora
El transplante de células madres como modo de curación es posible hasta ahora sólo
para niños que enfrentan enfermedades como la leucemia, otros tipos de cáncer y
anemias. Durante una visita al Banco de Cordón Umbilical, institución privada que se
ubica en la colonia Anáhuac de esta ciudad, el químico farmacobiólogo Mario de la O
Bailón explicó que se requieren de dos a cinco millones de células por kilogramo del
paciente para hacer un transplante efectivo.
Refirió que la cantidad de material que se recolecta de un cordón umbilical es, máximo,
de 200 mililitros, de los cuales se conservan 25, porque se separa todo lo que no sirve,
como el plasma y los glóbulos rojos. -Esta cantidad de sangre representa células madre
que permiten el tratamiento de pacientes de menos de 40 kilogramos, es decir niños, y
hasta ahora sólo se puede congelar sólo en una unidad y puede ser utilizada solo una
vez.
Al respecto, comentó que se realizan estudios de laboratorio para determinar la
posibilidad de que estos cultivos de células sean empleados en personas con
enfermedades crónico degenerativas, como el artritis reumatoide, que se
presenta en la etapa adulta.
“Ahora se están haciendo estudios y para lo único que se utiliza la sangre del cordón
umbilical y las células progenitoras es para el tratamiento de leucemias, anemias y
algunos lupus. Artritis reumatoide y reposición de tejidos de algunos órganos como
hígado, páncreas (y) córneas apenas están en estudio.
CELULAS MADRES Página 61
Transplante de células cerebrales
En los últimos años diversos
trabajos han comprobado que
cuando se inyecta a un animal al
que se le habían producido
diversas lesiones cerebrales,
células madre nerviosas, éstas
pueden reparar el tejido
dañado, sustituyendo a las
neuronas lesionadas. Ahora se
acaba de dar un paso más en la
utilización de células madre de
tejido adulto. En dos recientes
trabajos publicados en la edición
electrónica de la revista Nature Biotechnology (Nat Biotec 2002: bOl: 10.1038/nbt/750 y
bOl 10.1038/ 751), realizados por sendos equipos de las universidades de Harward y
Seúl, los autores han comprobado que las células madre nerviosas, trasplantadas a
animales con lesiones cerebrales experimentales pueden estimular la regeneración de
las células nerviosas lesionadas. En el primero de ellos, los autores producen por medio
de sustancias químicas, una lesión cerebral parecida al Parkinson y comprueban que
cuando se les trasplantan células madre nerviosas, las células dañadas se regeneran y
empiezan a producir encimas que sor1 necesarios para la generación de dopamina, la
sustancia de la que carecen los enfermos con Parkinson. En el segundo, producen en
ratones lesiones parecidas a las que sufren los pacientes con parálisis cerebral. Las
células trasplantadas estimulan la formación de nuevo tejido cerebral, funcionalmente
activo. Estos dos trabajos son un paso más que confirma la cada vez más objetiva
probabilidad de utilizar las células madre adultas para la medicina regenerativa y
regeneradora.
Transplante de medula ósea
El trasplante de médula ósea es un procedimiento médico que cada día tiene mayor
acogida en la comunidad científica. Se utiliza para el tratamiento de enfermedades de la
sangre como leucemias y linfomas principalmente. Consiste en remplazar la médula
ósea del individuo afectado por células de la médula ósea de otra persona
(generalmente un hermano u otra persona que sin ser familiar es compatible con el
paciente), y así restablecer la función normal de la médula ósea. En la actualidad se
investiga arduamente para establecer si este procedimiento es útil en otros tipos de
tumores diferentes a los de la sangre. Cuando una persona piensa en un trasplante de
médula ósea, por lo general se imagina una operación muy complicada, como lo son
otros tipos de trasplante (por ejemplo trasplante de hígado o de riñón). En la actualidad
CELULAS MADRES Página 62
el trasplante de médula ósea se hace en forma intravenosa y no requiere de una
operación propiamente dicha.
Tipos de transplantes:
Alogénico:
Comprende el trasplante de médula o células progenitoras de sangre progenitoras de
sangre periférica a un recipiente de la misma especie, él cual es diferente
genéticamente. La situación más común es cuando la médula es donada por un
hermano HLA idéntico, en estos casos se anticipa que ocurra algún grado de
enfermedad de injerto contra huésped, por lo cual el receptor debe recibir terapia
inmunosupresora.
Singénico:
Entre gemelos homocigotos, en estos casos no hay enfermedad de injerto contra
huésped, y por lo tanto no hay efecto de injerto contra tumor, ya que el receptor no
reconoce la médula donada como extraña.
Antólogo:
Debido a que solamente 1 en 4 pacientes que requieren un transplante de médula
ósea tienen un disponible, un hermano HLA idéntico, se utiliza médula antólogo
como un método para tratar un número variable de enfermedades malignas.
Debido a que el material trasplantado proviene del mismo paciente, no ocurre
enfermedad de injerto contra huésped, ni efecto contra tumor, lo que conlleva a que
las recaídas sean mayores. También existe la preocupación de que en el material
trasplantado persista un grado bajo de contaminación por células tumorales, lo cual
propiciaría una recaída, razón por la cual varios investigadores han desarrollado
técnicas de purga para tratar de eliminar estas células malignas del material
recolectado para el transplante, esto ultimo ha resultado sumamente difícil.
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La médula ósea puede ser obtenida 6 través de dos métodos que son ambulatorios y
no requieren de hospitalización:
1. La recolección de médula ósea la hace el médico y consiste en realizar varias
punciones (previa colocación de anestesia local) sobre la parte baja de la
espalda del paciente (cresta ilíaca posterior).
2. El otro procedimiento se hace separando las células madre circulantes en el
torrente sanguíneo del donante. Estas son aisladas por medio de un separador
celular ya que por una vena la sangre es llevada al separador celular, el cual por
tamaño, aísla las células madre (más grandes), y por otra vía reinfunde la
sangre nuevamente al paciente.
3. El paso siguiente es la realización del trasplante propiamente dicho. Las células sanas son suministrados al paciente por vía intravenosa (generalmente a través de una de las venas del brazo), e inicia la producción de células sanguíneas sanas.
CELULAS MADRES Página 64
Órganoespecificidad de las Células Madre.
Siempre se supo que el material inyectado en solo días, desaparecía del lugar de la
inyección y aparecía asimilado por las células del órgano similar al inyectado.
¿Cómo se enteran de las células madre a qué órgano o a que grupos celulares deben de ir?
Resulta que se ha comprobado que desde el sitio de la lesión parten señales, como si un
semáforo rojo se prendiera o apagara, tanto que las moléculas de este proceso han sido
llamados “semaforinas”. Esas señales llegan al cerebro y desde allí parte la orden a las
células madre medulares o a las mesenquimáticas, esta explicación se cree que es
aplicable a la vieja pregunta, sobre la “organoespecifidad”, al practicar la Celuloterapia.
Es señal que si el órgano del paciente emite para atraer a las macrófago que portaban
trozos del material inyectarlo a inducirlos a transferir el material.
TÉCNICAS DE INVESTIGACION DESARROLLADAS
Llegado el momento biológico de blastocito se
separarían las células de la masa interna (con lo
que se destruiría el embrión) y se cultivaría en la
Placa Petri las células madre (del organismo dador
de los núcleos) para que después de tratados se
diferenciarán en distintos tipos celulares: neuronas
dopaminérgicas en el tratamiento de Parkinson;
células beta del páncreas para diabéticas;
hepatocitos para pacientes con cirrosis hepáticas.
Esta es la idea de lo que se ha dado en llamar
“clonación hepática”, el uso de células clonadas a
partir del propio paciente para la realización del
autotransplante sin problemas de rechazo
inmunológico.
Pero la introducción de una nueva información genética (el transgén) dentro del genoma
en un organismo puede presentar algunos problemas en relación a dónde y cuándo se
expresarán el mismo.
Los informes originales de los equipos que están trabajando sobre el cultivo de células
madre humanas, comunican las posibilidad de diferenciación en distintos tipos de células
y tejidos.
DESARROLLO DE TÉCNICAS DE INVESTIGACIÓN
CELULAS MADRES Página 65
En el caso del proyecto financiado por la empresa Geron INC. Habían logrado el
aislamiento de cultivos de las células madres embrionarias a partir de los blastocitos
procedente de programas de FIV. En la Universidad John Hopkins se obtuvieron células
madre embrionarias (EG) a partir de fetos abortados pero informes posteriores arrojaron
dudas sobre la conveniencia de usar estas células; ya que parece que la clonación con
ellas, da origen a frecuentes anomalías del desarrollo de los animales. La compañía
Advenced Cell Technologies Corp. Obtuvo un embrión híbrido usando una técnica similar
a la de transferencia nuclear para fisionar un óvulo enucleado de vaca con una célula
somática humana. Básicamente se persigue la abstención de células madres ES para en su
cultivo in vitro lograr su diferenciación en distintos tipos de célula y tejidos; con fines
terapéuticos: autotransplantes, terapias celulares. Las células madre de ratón (quizás las
humanas) son tumorigénicas; si se inyectan a un animal adulto originan teratomas y
terocarcinomas. Por lo tanto, un tema de seguridad será asegurarse que en un cultivo
diferenciado a partir de células madre no quedan estas células troncales, o disponer de
métodos fiables de separación y purificación de las células diferenciadas de interés
respecto de las células madres.
Los investigadores se deberán entender mejor la transferenciación, antes de que puedan
desplegar sus investigaciones con células madre de adultos de modo efectivo y amplio. La
transdiferenciación es el fenómeno por el cuál una célula madre de músculo, pueden dar
lugar a una célula de la sangre.
VENTAJAS Y DESVENTAJAS
Células Madre Embrionaria:
Ventajas: Estas son:
Flexibles: Poseen el porcentaje de formar cualquier célula del cuerpo.
Inmortales: Un linaje celular puede potencialmente suministrar una cantidad
infinita de células con características cuidadosamente definidas.
Fácilmente obtenibles: los embriones humanos pueden ser obtenidas de la clínica
de la fertilidad.
Desventajas: Estas pueden ser:
Ser difíciles de controlar: El método para inducir el tipo de célula para tratar a
una enfermedad en particular debe ser definido y optimizado.
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Entrar en conflicto con el sistema inmune del paciente: Es posible que las células
trasplantadas difieran en su perfil inmune a las del recipiente y que sea entonces
rechazada.
Ser éticamente controversiales: Las personas que creen que la vida comienza en
el momento de la concepción dicen que el llevar las investigaciones en embriones
humanos no es ético, aun cuando el donante dé su consentimiento.
Células Madre Adultas Ventajas:Estás células son:
Ya están más o menos especializadas: La inducción puede ser más sencilla.
Son inmunológicamente resistentes: Los recipientes que reciben los productos de
sus propias células madres no experimentan el rechazo inmunológicamente.
Son Flexibles: Las células madre adultas pueden ser usadas para formar otros
tipos de tejido.
Tienen una disponibilidad variada: Algunas células madres adultas son fáciles de
cosechar mientras que cosechar otras, como por ejemplo, las células madre
neurales (del cerebro), puede ser peligroso para el donante.
Desventajas: Ellas pueden ser:
Están disponibles en cantidades mínimas: Es difícil obtenerla en grandes
cantidades.
Finitas: Ellas no viven tan largo bajo cultivo como las células madres embriónicas.
Genéticamente inadecuadas: Las células madres cosechadas pueden llevar
consigo mutaciones que causan enfermedades o que pueden dañarse durante la
experimentación.
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La Cuestión Embrional
Creemos que esta cuestión es la fundamental en toda la problemática planteada, hay
que poner a dilucidar de una buena tarea para ver por todas si el embrión humano es o
no una persona. Es así que decidieron darle un tratamiento especial a esta cuestión.Para
la ley penal y por la mayoría doctrinal, existe aborto cuando el embrión presenta
formando el surco neural. Para una parte de la ciencia hay dos estadíos en su desarrollo
embrionario:
Estadio Pre-embrionario:
El total de células y tejidos derivados del óvulo fertilizado hasta el estadio términos de:
pre-embrión ó pro-embrión. Se considera que hasta el estadio de 8 o 16 células (3
días de fertilización), todas las células del pre-embrión son equivalentes una con las otras
o Totipotenciales; en el sentido que son potencialmente capaces de contribuir a la
formación de cualquier parte del futuro embrión o de la membrana extraembrionaria. En
los siguientes 10 días del pre-embrión crece hasta alcanzar miles de células, y grupos de
ellas inician la formación de estructuras extraembrionarias. El proceso de anidación, dura
del día 7 al 14 después de la fertilización.
Estadio Embrionario:
Se considera que el embrionario dura desde la anidación hasta la 8va semana, a partir de
entonces es utilizado el término es el de feto. En el embarazo humano comienza el día 15
después de la fertilización, cuando aparece la primera estría celular primitiva en la placa
embrionaria. La distinción entre estadio embrionario y pre-embrionario no es arbitraria, a
partir del estadio de 15 días del pre-embrionario es isomórfico con el feto, el bebé y el
adulto; de modo que es posible definir que las células y el tejido van a contribuir a la
formación del feto de ahí al recién nacido, cuáles van a contribuir a la formación de las
membranas extramenbranarias. El estadio de 15 días es también el punto en el cuál el
desarrollo humano individual comienza, ya que es el último punto en el cuál puede
ocurrir un gameto monocigótico (los llamados idénticos). Si dos estrías primitivas
aparecen en la placa embrionaria, se desarrollarán dos embriones y si ambos sobreviven
CUESTIONES
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se desarrollará el embarazo gemelar. Para parte de la ciencia, más precisa la que
responda a una ideología cristiana, el embrión humano es, a partir de la fusión de los
gametos (óvulo y espermatozoide) un individuo humano con una identidad bien definida
por un código genético propio y exclusivo, el cuál comienza desde ese momento su propio
desarrollo coordinado, continuo y gradual, de tal modo que en ningún momento puede
ser considerado como una simple masa de la célula.Evidentemente si la ciencia
especializada no logra ponerse de acuerdo respecto cuando el embrión humano es una
persona, solo puede esbozarse un criterio que escape a la ciencia y se aproxime a una
concepción racional y natural, ello en base a un criterio absolutamente personal que
corresponde un razonamiento lejos condicionalmente de tipo religioso. No existe
contradicción posible en que el embrión se forma por la unión de gametos, masculino-
espermatozoide y femenino –óvulo-. Es entonces que debemos definir si esa unión de
células conforma un ser humano al que deba protegerse. Creemos que el ser humano se
conforma de dos partes primordiales, cuerpo y alma, el dilema es cuando esa alma entra
en el cuerpo para conformar esa unión esencial.
Según algunos criterios materialistas, ello se produce cuando el embrión –pre-embrión
según algunas fuentes médicas- se anida en el útero y comienza la proliferación y
diferenciación delas células que darán formación en primer lugar al feto y posteriormente
a su nacimiento, a un nuevo ser humano. Ello se conoce como ANIMACIÓN RETARDADA.
En el concepto católico, el alma se apropia del embrión en el mismo instante de la
fecundación de óvulo ANIMACIÓN INSTANTÁNEA. En el ámbito de la moral católica se han
manejado dos posiciones encontradas, la llamada animación inmediata, según la cual el
alma penetra en el cuerpo en el mismo momento de la concepción y la animación
mediata que afirma que la infusión del alma racional se concreta tiempo después de la
concepción (coincide con la ya mencionada animación retardada).
La Cuestión Religiosa
Por medio de un documento fechado en el Vaticano el 25 de agosto del 2000 se puede
resumir la posición de la iglesia cristiana sobre el tema que nos ocupa. En cuanto a la
utilización de embriones humanos para la obtención de células madres, la postura adopta
es negativa sosteniéndose en base a las siguientes razones:
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Sobre la base de un análisis biológico completo, al embrión humano vivo es a partir de la
fusión de gametos, un sujeto humano con una identidad bien definida, el cual comienza
desde ese momento su propio desarrollo, coordinado, continuo gradual, de tal modo que
en ningún estadio sucesivo puede ser considerado como una simple masa de células. La
Iglesia simple ha enseñado y sigue enseñando, que al fruto de la generación humana,
desde el primer momento de su existencia, se ha de garantizar el respeto incondicional
que moralmente se le debe al ser humano en su totalidad y unidad corporal y espiritual.
El ser humano debe de ser respetado y tratado como ser humano desde el primer
momento de su existencia y a partir de eso, a partir de ese momento se le debe
reconocer los derechos de la persona, principalmente el derecho inviolable de todo ser
humano inocente de la vida. El embrión merece la misma protección, sea visible o
inviable para su transferencia al útero, mientras vivo. Distinguir entre embriones viables y
no viables a efectos de darles un tratamiento jurídico diferenciado, sería contrario a la
protección que el embrión merece en cuanto a ser humano.
Como “individuo humano”, el embrión tiene derecho a su propia vida. Por consiguiente,
cualquier intervención que no sea en favor del embrión mismo, es un acto que viola dicho
derecho.
Por tanto, la ablación de la masa celular interna del blastocito, que lesiona grave e
irreparablemente el embrión humano, truncando su desarrollo, es un acto gravemente
inmoral y por consiguiente gravemente ilícito.
Ningún fin considerado bueno, como la utilización de las células madres que podrían
obtenerse para la preparación de otras células diferenciadas con vistas a procedimientos
terapéuticos de grandes expectativas, puede justificar esa intervención. Un fin bueno no
hace buena una acción en si misma mala.
Sostienen, sin embargo, otras alternativas normalmente lícitas, como la utilización de
células madre procedentes de un organismo adultos para lograr los mismo fines que
pretenden alcanzar con células madres embrionarias. Esta es la vida más razonable y
humana que se ha de seguir para un verdadero progreso en este nuevo campo que se
abre a la investigación y que ofrece una gran
esperanza para muchas personas enfermas.
Resumiendo, la Iglesia acepta el avance científico
siempre y cuando no pongan en peligro a la
naturaleza e identidad del hombre. Manifiesta
que la clonación deja a un lado la dignidad y el
acto procreador que pertenece a los padres y
olvida el valor que tiene la transmisión de la vida
humana, la unión de esposos, el uso honesto del
matrimonio, de la sexualidad como instrumento de amor, y objeto procreador, de la
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comunicación. Sostiene que el embrión humano, en su estado, de blastocito posee la vida
y debe ser tratado como ser humano no pudiéndoselo destruir por más loables que sea
tratar de enfermedades.
La Cuestión Ética
Dos grupos distintos de investigación han creados sendas técnicas “éticas” para la
obtención de células madre sin la necesidad de destruir embriones.
Las técnicas de utilización de células madre para la regeneración de tejido o tratamiento
de enfermedades degenerativas son altamente prometedoras. Así las enfermedades
ahora incurables como el Parkinson o la demencia senil podrían curarse en el futuro.
Pero hay ciertos problemas éticos que impiden su total aceptación. Algunos, gobiernos
incluso han prohibido la investigación es este campo o la han dificultado no dando
fondos públicos. La razón es la necesidad de destruir un embrión viable para obtener
dichas células. Ahora en dos trabajos publicados en Nature se dan soluciones para este
dilema ético. Se proponen dos vía mediante la cual no es necesario destruir al embrión
para obtener células madre.
En el primero se muestra una técnica desarrollada en Advanced Cell Tecnology, una
empresa ubicada en Massachusetts (EEUU). En éste caso la técnica, probado en ratones,
consiste en la extracción de solo una célula del embrión sin dañar este cuando cuenta
con solo ocho células. La célula extraída serviría para crear una línea de célula madre y
para hacer un análisis genético en busca de posibles enfermedades genéticas. El
embrión puede posteriormente implantarse. El niño una vez nacido con una reserva de
células madre para el caso en el que lo necesitase en el futuro. Aunque sea probado en
ratones, esta técnica sería igualmente válida en seres humanos. Sólo se necesita aclarar
si los seres engendrados sin esta célula se desarrollan sin ninguna dificultad.
Naturalmente, este sistema no serviría para el caso de individuo adulto nacido después
de la implantación de la técnica. Las segunda técnica explicada en Nature consiste en
manipular genéticamente un embrión para no pueda desarrollarse la placenta. Sería por
lo tanto un embrión totalmente inviable desde el punto de vista reproductor y su
sacrificio para la obtención de células madre no representaría una pérdida, pues nunca
sería una vida humana “en potencia”.
En los EEUU no se financia las investigaciones con célula madre humana con fondos
públicos federales porque una ley así lo prohíbe. Esto anuncios llegan en un momento
importante para el senado de los EEUU, pues se va a debatir otra vez si se financian
públicamente la investigación en este campo. Estos resultados podrían ayudar a crear
puentes entre los que se niegan a financiar este tipo de investigación por considerarla
como más o menos que a bortos en masa y los que no quieren dejar de escapar la
oportunidad de curar enfermedades muy graves. La cuestión del problema es ético
radica entre lo que creen que el plastocito es un ser humano y los que no lo ven así.
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Hasta ahora estos métodos de obtención de célula madre sin la destrucción del mismo
eran totalmente teóricos. Al menos, la primera técnica sería aceptada por casi todas las
personas, excepto por aquellas más radicales que creen que incluso la fertilización in
vitro esta mal.
La Cuestión Final
Las células embrionarias provienen de embriones humanos tempranos y su uso implica
la destrucción de estos:
En contra: desde el punto de vista moral, destruir un embrión humano está mal, sea
cuáles fueran los supuestos, beneficios. La vida humana comienza en el momento en
que se unen el óvulo y el espermatozoide. Hacer bien a otro no puede justificar la
destrucción de una vida humana.
En pro: los embriones humanos deben tratarse con respeto, para salvar vidas a través
de la investigación médica también es un fuerte imperativo moral. Los embriones en
cuestión se crean dentro de un proceso dador de vida: el de ayudar a que las parejas
estériles conciban. En una clínica de reproducción asistida, el médico elige el blastocito
más sano para implantarlo en el útero. Los demás se congelan para un uso eventual,
pero en su mayoría no tiene perspectiva realista de llegar al término y, finalmente, serán
destruidos. Si los padres han expresado su deseo de donar sus embriones para
investigación, en vez de descartarlos, es moralmente aceptable usar su célula para hacer
bien a otros.Por los demás, no está tan claro que la vida de un individuo comienza en el
instante de la fecundación. El Sistema Nervioso solo empieza a aparecer a los 14 días. El
pre-embrión puede dividirse y dar lugar al nacimiento de gemelos; por tanto, es
discutible que la individualidad comienza unos días después de la fecundación.
En contra: permite las investigaciones con células embrionarias abriría las puertas a
mucho paso denigrantes para la vida humana. Los científicos tienen una larga agenda
para investigar, empezando por la creación de embriones destinados específicamente a
la investigación. Si no trazamos un límite absoluto que proteja el embrión, podría
cometerse mucho abuso grave.
En pro:deberían considerarse las circunstancias que rodean cada caso. La destrucción
frecuente de pre - embriones ya es ampliamente aceptada en ciertas formas de
anticonceptivos, como el diafragma intrauterino, que impiden la implantación del
óvulo fecundado, y en el mismo tratamiento de procreación asistida. El estudio de
células stem requiere la destrucción de muy pocos embriones. Las células stem
embrionarias se caracterizan por su capacidad de crecer y dividirse indefinidamente.
0 sea que, en teoría, las células de un solo blastocito podrían satisfacer todos los
requerimientos.
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En la práctica, los biólogos querrían establecer cierto número de líneas diferentes, tal
vez 20 ó 100, a fin de asegurarse la disponibilidad de células sanas y típicas que
abarquen un espectro de tipos inmunológicos. La derivación de células humanas sería un
procedimiento ocasional y limitado, y no una destrucción constante e ilimitada.
En contra: se exageran los beneficios médicos de las células stem embrionarias, que, de
todos modos, podrían obtenerse utilizando células stem adultas. Los supuestos
beneficios de las embrionarias son proyecciones de experimentos en ratones y ratas,
aún no reproducidos en seres humanos. En todo caso, hay una alternativa: muchos
tejidos del cuerpo humanos poseen una reserva de células stem adultas para
reabastecerse. En el organismo, parecerían corresponder a tejidos específicos. Las
células stem sanguíneas solo fabrican glóbulos: las cutáneas, piel. Sin embargo, los
nuevos estadios están demostrando que algunas tienen un repertorio bastante más
amplio y quizá sean capaces de cumplir muchas de las tareas que supuestamente
cumplen las células stem embrionarias. Las adultas resultarían más convenientes para
los tratamientos médicos, por cuanto permitirían "reparar"al paciente con células
propias en vez de afrontar los riesgos inmunológicos que entraña el injerto de células
stem embrionarias provenientes de un donante cuya compatibilidad no he sido
comprobada.
En pro: la investigación encierra una promesa real; es preciso estudiar ambas clases de
células stem. Si bien es cierto que a menudo los científicos se dejan llevar por
su entusiasmo, las altas esperanzas puestas en las células stem embrionarias
tienen fundamentos sólidos. Ofrecen un nuevo método eficaz para tratar
enfermedades degenerativas incurables, como el mal de Parkinson y la diabetes.
Las células stem adultas son menos prolíficas y versátiles que las embrionarias;
además, no se ha demostrado que posean la misma gama de aptitudes.Es importante
estudiar ambos tipos de células (de adulto y embrionarias), a fin de establecer cuál
conviene mías a cada aplicación. Las embrionarias no parecen ser muy irritante para el
sistema inmunológico y, aunque lo fuesen, habría varios modos de encarar el problema.
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Las células madre, junto con la manipulación genética, van a constituir dos pilares
básicos de la medicina de los próximos años.
La tecnología genética impediré la aparición de muchas enfermedades inscritas en
nuestros genes. Las células madre, por su parte, proveerán de tejidos y
órganos de repuesto a medida que los nuestros se vayan deteriorando. Todo
ello contribuirá a la mejora de la salud y de la vida de las personas y deben ser
saludados con satisfacción. Pero ello no nos puede hacer perder de vista los
riesgos del desarrollo tecnológico.
Los problemas bioéticos que plantea la manipulación genética son objeto de otro
estudio. Aquí nos hemos centrado en los suscitados por la invest igación con
células madre. La principal fuente de problemas deriva del uso de embriones
como "materia prima" para obtener esas cé lu las . E l emb rión es un ser
completamente desprotegido, incapaz de defender sus intereses por sí mismo y
con una apariencia nada semejante a la de un ser humano adulto.
Esas tres circunstancias han conducido a muchos a considerar que el embrión no es
todavía un ser humano y que, por tanto, puede ser utilizado al servicio suyo. Pero
esas circunstancias no quieren decir que todavía no estemos ante un ser humano,
sino que lafragilidad es inherente a la condición humana y que esa condición se
manifiesta máximamente en los inicios del ser humano. Considerado así el
embrión, no puede ser lícito, en ningún caso, su instrumentalización al se r v i c io d e
o t r os se re s h u m an os . S i n o e x i s t ies en f u en t es alternativas para
obtener las células madre que no p lantean problemas éticos, nos
encontraríamos ante un dilema cuya respuesta no admitiría dudas pero que
resultaría bastante trágico. Pero lo cierto es que la ciencia ha provisto de unas
alternativas más que satisfactorias, que permiten desarrollar la investigación con
células madre sin sacrificar vidas humanos.
Es evidente la seriedad y la gravedad del problema ético abierto por la voluntad
de extender al campo de la investigación humana la producción y/o el uso de
embriones humanos incluso desde una perspectiva humanitaria.
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Antigénico.-Toda sustancia que, introducida en un organismo animal, determina en él
una reacción inmunitaria, como la formación de anticuerpos.
Biopsia. -Procedimiento de investigación clínica que consiste en separar del organismo
vivo una porción de un órgano determinado para confirmar o completar un diagnóstico.
Blástula.- Una de las primeras fases del desarrollo embrionario en la que, por
segmentación del cigoto, se forma una estructura a manera de esfera hueca, constituida
por una sola capa de células.
Cavitación.- Formación patológica de cavidades en un tejido u órgano.
Cigoto.-Célula resultante de la fusión de los das gametos, un óvulo y un
espermatozoide.
Cribado.-Seleccionado rigurosamente.
Diferenciación.-En embriología proceso por el cual las células pluripotentes van
madurando y adquiriendo una especialización cada vez más restringida. Algunas células,
como las conjuntivas, conservan siempre un cierto grado de indiferenciación, mientras
que otras alcanzan tal grado de diferenciación que pierden su capacidad de multiplicarse,
como sucede con las neuronas y las células musculares.
Difusión.-Transporte pasivo de solutos a través de la membrana del dializador. La
cantidad de solutos que atraviesa una membrana por difusión depende de tres factores.
Distrofia. - Degeneración o desarrollo defectuoso de un órgano o tejido, que se
manifiesta por disminución del volumen y por la pérdida de las capacidades funcionales,
y puede afectar a todo el organismo.
Embebidas.-Dicho de un cuerpo líquido, que es adsorbido por un cuerpo sólidos.
Fertilización.-Unión de los gametos masculino y femenino para formar el cigoto. Esta
unión, normalmente, tiene lugar en el tercio externo de le trompa de Falopio
Fluorescencia.- Propiedad de algunos cuerpos de emitir luz al recibir una radiación.
Fehaciente.- Que hace fe, fidedigno.
Gástrula.-Fase del desarrollo del embrión de los metazoos en la que se esbozan las hojas
o capas embrionarias.
Infiltrar.-Introducir suavemente un líquido entre los poros de un sólido.
Inhibido.- Suspendido transitoriamente una función o actividad deun organismo
mediante la acción de un estímulo adecuado.
Injerto. - Tejido u organismo que se utiliza para implantación y trasplante. Cuando se
toma de una parte del cuerpo y se injerta en otra.
Loable. - Digno de alabanza.
Proliferación. - Multiplicación abundante de alguna cosa.
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