Monografia celulas madres

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celulas es un tema de mucho interes biologico en aplicacion a los avances tecnologicos

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Monografia celulas madres

  1. 1. Universidad Nacional Pedro Ruiz Gallo 2012 CELULAS MADRESALUMNO:Chafloque Capuñay FernandoDOCENTEVásquez García Antero Monografía Unprg-Biologia 02/10/2012
  2. 2. A mis padres por su consideracióny apoyo incondicional, que es lo quemeimpulsa a seguir adelante y logrartodos mis objetivos.A nuestro profesor quien en lasaulas nos imparte el conocimientonecesario para el buen desarrollode nuestrotrabajoCELULAS MADRES Página 1
  3. 3. A todas aquellas personas que hicieron posible el desarrollo de estetrabajo, en especial a los profesores del área de biología general , porsu constancia y tenacidad demostrada en la búsqueda de información y a todo aquel que me brindó su apoyo incondicional.CELULAS MADRES Página 2
  4. 4. 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 3
  5. 5. 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 diferenciaciónCelular……..……………………………………………………………………  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 4
  6. 6.  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…………………………………………………CELULAS MADRES Página 5
  7. 7.  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…………………………………….CELULAS MADRES Página 6
  8. 8. 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…………………………………………………………………………...74CELULAS MADRES Página 7
  9. 9. En el año de 1994 fueron halladas las primeras células o Stem Cell embrionarios humanosque son células progenitoras; las cuales tienen la capacidad de regenerar muchos tejidos.Estas células madres llamadas también celulares troncales se aislaron a partir de unblastocito proceden de fecundación in vitro, se denomina blastocito al embrión de entre unaa dos semanas antes de implantarse en el útero materno. En el año de 1998 donde consiguióel primer cultivo por un grupo de investigadores de la universidad de Wisconsin (EEUU) decélulas madres embrionarias a partir de blastocitos.Las células madres son células autorrenovables, que tiene capacidad de generar una o mastipos de células diferenciados, cuyo destino no se ha decidido, ya que se pueden transformaren 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 celulardistinto. Las células madres son conocidas también como trocos embrionarios (troncales)debido que se encuentran en los embriones y además son los encargados de transformarseen todas las demás células en el cuerpo humano, desde la piel hasta lo que forman lospulmones. También se pueden convertir en el cabello que cubre el cráneo y la retina de losojos 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 delsistema 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. Otrasfuentes 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 tejidosdañados. Pero estas células madre existen en muchos más órganos del cuerpo humano, ypodemos encontrar en la literatura científica como ya se ha aislado células madre de adultode 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 sonorganismos muy especializados, que interviene en la formación del cuerpo en el estadoprenatal, 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 enretinas.También es importante en la cura de enfermedades como es el caso de la diabetes, lainfluencia hepática o renal, Parkinson, Alzheimer, enfermedades cardiacas, lesiones demedula espinal artritis reumatoide. Estos casos de trataran mas delante de los siguientescapítulos.CELULAS MADRES Página 8
  10. 10.  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.CELULAS MADRES Página 9
  11. 11. Los científicos descubrieron hace más de 20 años el modo de obtener células madre deembriones de ratones. Sin embargo, la primera vez que se obtuvieron células madreembrionarias 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 deimplantarse en el útero materno. Pero no fue hasta finales del año 1998 cuando un grupo deinvestigadores de la universidad de Wisconsin (EEUU) consiguió el primer cultivo en ellaboratorio de células madre embrionarias humanas a partir de blastocitos. Un cultivo olínea 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 célulasmadre. A partir de ese momento, grupos de investigadores de todo el mundo han estudiadolas características moleculares de estas células y han desarrollado sistemas mas eficientespara cultivarlas in vitrio. Además, se han hecho avances muy importantes a la hora de dirigirestas hacia un tipo celular concreto.CELULAS MADRES Página 10
  12. 12. Cuando una célula germinal masculina fecunda un ovulo, el proceso origina una célulamadre. Algunos científicos consideran que el cigoto constituye en si mismo una célulamadre, mientras que otros creen que debe experimentar algunas divisiones que den origena 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 doscélulas se fusionan entre si y el material genético (DNA) de ambas- cada uno de 23cromosomas – se conjugan.Este proceso, que es llamado fertilización o concepción, da origen a un individuoenteramente nuevo y único llamado “cigoto”.El cigoto es totipotente, es decir puede dar lugar a todas las células del feto y a la parteembrionaria de la placenta.El proceso de desarrollo continúa con la primera división celular. En las horas posteriores a lafertilización, el individuo llamado cigoto se divide en dos células iguales entre si, cada una delas cuales es totipotente. Este par se divide nuevamente, produciendo cuatro célulasTotipotenciales, y otra vez produciendo ocho. Y así sucesivamente.Aproximadamente en el quinto día, el conjunto de células Totipotenciales comienza a tomarla forma característica de una esfera hueca, como una diminuta pelota de básquet. La esferatiene una capa de células en el exterior y un grupo de células en el interior llamadas “masade células externas” (parecen un grupo de pedacitos de mármol pegados al interior de unapelota de básquet).En esta etapa cada célula individual se llamas “blastómero” (ira a formar la placenta y otrostejidos necesarios para el desarrollo del feto en el útero), mientras que las células de la masainterior – también llamadas “células embrionarios” – formaran prácticamente la totalidad delos 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 quecontiene células pluripotentes (células madre embrionarios) capaces de diferenciarse encualquier célula del organismo salvo las de la parte embrionaria de la placenta. Conformeavanza el desarrollo embrionario se forman diferentes poblaciones de células madre con unapotencialidad de regenerar tejidos cada vez mas restringida.Estas células producirán entonces células del tejido óseo, células sanguíneas, célulasmusculares o de la piel y, en resumen, todas las células especializadas que forman parte delos tejidos del cuerpo humano.No obstante, en los individuos adultos hay un pequeño número de células madre quepermanece en cada órgano del cuerpo, sobre todo con objeto reparar los daños que sepuedan producen en esos tejidos.CELULAS MADRES Página 11
  13. 13. 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 seencuentran embebidas en las fibras musculares y se activan en caso de que el tejido seadañado.Pero para explorar los usos médicos d estas células, los científicos necesitan líneas celularesde células madre. Esas líneas son colonias de células madre que crecen y se multiplican encultivo, es decir, en un medio de cultivo de laboratorio que contiene los nutrientesnecesarios para su desarrollo. Estas líneas celulares constituyen una fuente inagotable dematerial para investigar. Sin embargo, las células madre también envejecen y las célulasmadre viejas no son tan versátiles como las jóvenes; esto hace que las células madreembrionarias sean las mas requeridas en la investigaciones.CELULAS MADRES Página 12
  14. 14. En los animales superiores las células madres se han clasificado en dos grupos: las célulasmadres embrionarias (embrionic Stem o Escells.) son células que derivan de la masa celularinterna del embrión en estadio de blastocito (7-14 días) y son capaces de generar todos losdiferentes tipos celulares del cuerpo por ello se llaman células Pluripotenciales.De esta células se derivaran otras muchas divisiones celulares, el otro tipo de células, lacélula madre órgano especificas. Estas células son Multipotenciales, es decir, son capaces deoriginar 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 médulaósea 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 podemosencontrar en la literatura científica como ya se han aislado células madres en adultos de lapiel, grasa subcutánea. Musculo cardiaco y esquelético, cerebro, retina, páncreas. Células embrionariasCuando el embrión tiene tan solo unos pocos días y no es mas que una bola de células, unapequeña región conocida como masa celular interna (MCI) puede ser aislada y cultivada invitro. 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 apartir de la MCI. Las CM embrionarias pueden mantenerse en cultivo durante largo tiempoCELULAS MADRES Página 13
  15. 15. ya que poseen la capacidad de auto-renovación –es decir, de producir de forma continuacélulas hija idéntica.Además de esta capacidad de auto-renovación, los científicos han descubierto quemodificando las condiciones de cultivo de las CM embrionarias es posible haber que sediferencien en proactivamente cualquier tipo celular. Estos descubrimientos llevaron a laidea de que las CM embrionarias podrían proporcionase una fuente virtualmente ilimitadade células especializadas para varias terapias de sustitución (células cerebrales paratrastornos neurodegenerativos, células cardiacas para enfermedades del corazón, etc.).Además, la creación d embriones por clonación terapéutica podría permitir a los científicoscrear CM embrionarias idénticas a las de los pacientes. Y evitar así problemas de rechazo detejidos. Células madres embrionarias las cuales se pueden aislar de la masa celular internadel blastocito (etapa embrionaria cuando ocurre la implantación).En humanos, se están usando el excedente de embriones que no se han usado parafertilización in vitro. Esto ha causado controversia pues al querer obtener las células madreembrionarias del blastocito, se destruye el embrión el cual se podría implantar para dar lugara un bebe o también simplemente a ser descartado.Células embrionarias germinales que pueden ser aislados del precursor de las gónadas enfetos abortados. Células embrionarias cancerosas. Estas células se aíslan deteratocarcinomas, es decir, de tumores ocurridos en el feto.Todas estas células se pueden aislar solamente de tejido y mediante tratamientosespecíficos se puede prevenir su diferenciación.CELULAS MADRES Página 14
  16. 16.  Células adultasUna célula adulta es una progenitora no diferenciada que puede renovarse constantementeórganos para reparar los daños que se puedan producen en los tejidos. Los investigaciónsobre células madre adultas comenzó hace alrededor de 40 años cuando las investigadoresdescubrieron que en la medula ósea existían dos tipos de células madre. Más tarde se hanidentificado progenitoras celulares en otros órganos y tejidos. La medula ósea hademostrado ser, hasta el momento, la mejor fuente de células madre dentro del organismoadulto. El método que se emplea para obtener las progenitoras celulares es el aspirado delcontenido medular mediante la función de un hueso. El material que se obtiene pasa poruna serie de procesos de cribado para separar las células. Y el preparado resultante seinyecta al paciente. Una vez dentro del organismo, las progenitoras celulares se dirigen a lazona dañada para reparan alteraciones.Parece que las células madre adultas tienen un gran potencial y quizá mas facilidades que lascélulas madre embrionarias puesto que se puede partir de células del propio individuo y, portanto, con las misma carga genética. Esto solventa, además, los cesios problemas éticos demanipular y destruir embriones. Células fetalesSe 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. Lostejidos fetales son, por tanto, una fuente de células madre cualitativamente mejores que losobtenidos del tejido adulto. Pero son menos multipotentes que las CM embrionarias. Unaventaja significativa de las células fetales sobre las CM embrionaria es que su utilizaciónprovoca menos debate ético ya que pueden ser aislados de fetos cuyo desarrollo ha sidointerrumpido por razones, o debido a un aborto natural.CELULAS MADRES Página 15
  17. 17. Las células madre del cerebro de fetos humanos han sido usadas para tratar pacientes con laenfermedad 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 inconvenientefundamental: el material de origen es extremadamente limitado. Una limitación adicional esque las células fetales no tienen casi ningún uso para las terapias de paciente idéntico (amenos que se desarrollen técnicas in útero que permitan que el mismo feto sea tratado). Porestas razones, el uso de células fetales tiene limitaciones tanto en el abanico deenfermedades como el número de pacientes que pueden tratar. Por ello es improbable quecontribuyan de forma significativa a la batería de terapias celulares utilizadas para luchar lasenfermedades. 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 permanecerCELULAS MADRES Página 16
  18. 18. 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 celularesdeterminadas. Esta diferenciación de consigue a través de los plegamientos en el ADNcelular, que dejan ilegibles los genes que no va a necesitar expresar esa célula. De estaforma, cuando el embrión ya esta en fase de blastocito (7-14 días postfecundacion), siextrajéramos artificialmente las células de su masa celular interna y las cultivaremos,nuncadarían ligar aun embrión completo, sino a estirpes celulares determinadas por lo genesque en ese momento se pueden leer.Estas células que tiene capacidad para dar lugar a cualquier estirpe celular, pero no aunembrión completo, las denominamos células Pluripotenciales. En el caso descrito, estascélulas Pluripotenciales se llamarían también células madre embrionarias o StemCellembrionarias. En sus sucesivas divisiones, la célula madre embrionaria va permitiendo sucapacidad 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 cualidadesbásicas: la pluripotencialidad, y la diferenciación, que se contraponen: cuanta maspluripotencialidad posee una célula, menos grado de diferenciación tiene, y al revés. Lapluripotencialidad, propia de la célula inmadura o indiferenciada, es la capacidad de unacélula para convertirse en todas las posibles estirpes celulares, la diferenciación sin embargosin embargo es la cualidad por la cual la célula adquiere ya una especialización dentro de untipo celular concreto que le hace no poder convertirse e otro tipo celular distinto. En elembrión existen gran cantidad de células Pluripotenciales que se multiplican en granvelocidad para ir dando lugar las diferentes partes y órganos del individuo a medida queproliferan esas células, se van diversificando hacia un órgano y otro corporal, produciéndosela especialización: esa célula esta ahí con una ubicación, y con una función concreta. Asípues, cuando el feto se encuentra aproximadamente en 3 meses de vida (fin de la etapa deorganogénesis), la mayor parte de sus células ya se hallan diferenciadas según el tipo celularCELULAS MADRES Página 17
  19. 19. que se necesita para cada órgano. Tras el nacimiento, prácticamente todos los tejidos, sobretodo aquellos que mas se renuevan, conservan una cantidad pequeña variable de célulasPluripotenciales capases de multiplicarse y poder así proporcionar células con el fin derenovar y reparar los tejidos en los que residen. Esas células formadas de múltiples célulashijas, están programadas para regenerar el tejido donde residen, se llaman célulasMultipotenciales. Son otros tipos de célula madre o protejenitoras (StemCell)  Células MultipotencialesLa multipotencialidad se define como la capacidad de generar células pero solo del tipocelular del tejido al que pertenece o residen. Estas células existen, y están presentes en lamayoría de los órganos de la economía corporal del adulto, y conviviendo en su órgano conel resto de las células diferenciales, tiene una propiedad única: dar lugar a los distintos tiposcelulares que componente el órgano en el que residen con el fin, por ejemplo, de renovar laspoblaciones de células que van envejeciendo.Un ejemplo. El corazón esta compuesto por millones de células de distintas estirpes: célulasmusculares, células endoteliales de revestimiento en los vasos del corazón, células deconducción del impulso nervioso… Muchas de esascélulas citadas, no pueden dividirse, y asíse llegaran a dividir, solo darían lugar a células iguales a ellas. Ahora bien, se ha descubiertorecientemente que existen células en el corazón- células madre cardiacas, que conviviendocon las antes citadas, tienen la capacidad de dividirse y dar lugar a células de las tres estirpescitadas.Esta células algunos las llaman Multipotenciales, por su capacidad para dar regenerarcélulas del órgano en el residen. Algunos autores han llamado a estas células madre deladulto, célula madre órgano – específicas, para diferenciarlas de las embrionarias. En el casoque se produzca un infarto de pequeño tamaño, esas células pueden cubrir esa zonainfartada con células cardiacas y endoteniales generadas por ellas. Estas células madrestambién se han encontrado en muchos otros órganos: cerebro, hígado, piel, retina, medulaósea…La capacidad de estas células madre de adulto para regenerar zonas dañadas es muylimitada, y se ciñe solo a zonas de pequeños infartos. Grandes áreas de infarto no sonsusceptibles de ser generadas por estas células.Por ejemplo: algunas de estas células que nosotros tenemos en la célula ósea se dividencontinuamente y su descendencia da lugar a los distintos tipos celulares que circulan por lasangre (glóbulos rojos, glóbulos blancos y plaquetas), estas células reciben el nombre decélulas 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.CELULAS MADRES Página 18
  20. 20. CELULAS MADRES Página 19
  21. 21. CELULAS MADRE NEURALES:Las células madres neurales son capaces de ser aisladas y crecer en cultivo de cadáveres. Eltejido del cerebro vive dos horas después que de morir haya sido conservado y las célulasmadres 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 ratasindujo la rápida proliferación de células madre neural seguido por la migración deprogenitores neurales y gliales.Ocurrieron subsecuentes incrementos en números de neuronas diferenciadas, trataronratas, a quienes su cerebro dañado se asemeja al visto en la enfermedad del Parkinson. Deeste modo se pudo observar que el cerebro contiene células madre capaces de ser simuladaspor factores de crecimiento para proliferar, migrar en forma especifica y diferenciarse enneuronas.Este encuentro tiene implicaciones significantes con respecto al desarrollo de tratamientos,tanto para trauma neural agudo, como también para enfermedades neurodegenerativas. Lainformación predice una estrategia alternativa para las mitologías actuales de transplante decélulas para el tratamiento de problemas degenerativos. Células Neurales Implantadas: Infiltran tumores cerebrales, estos muestran la habilidadde migrar extensivamente por todo el cerebro para alcanzar los sitios de daño. Losresultados sugieren que la migración puede ser extensiva, aun en el cerebro adulto y a lolargo de todas las rutas no esteotípicas. Células Madres Neurales del humano y ratón adultos podrían ser reproducidos a la formade musculo esquelético. Investigaciones Italianas han transformado células madre neuralesadultos de humanos y ratones cambiando las células en músculo. La transformación no solotoma lugar en cultivo, sino también después de la inyección en ratones, de este modo la masobvia posibilidad es en el área de distrofia muscular, auto transplante eliminando todos losproblemas de compatibilidad inmunológica y rechazo. Células Madre Neural adultos de rata mostraron varios tipos de conexiones de nerviosfuncionales de cultivo. Cultivos de Células Madre del cordón espinal de la rata generan neuronas, astrocitos yoligodendrocitos.CELULAS MADRES Página 20
  22. 22. Transplantes en el hipocampo resulto en integración en el agujero celular granular ydiferenciaron 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 MadreNeurales de células del ojo humano. Las células en cultivo muestran la habilidad de autorenovarse y pueden diferenciarse mostrando características de retina, neuronas y glía.Las Células Madre Adultos fueron encontradas en humanos vivos y ratones. Mientras en elojo, las células aparentes están bajo un control inhibitorio pero una vez removidos y puestasen 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 elcamino a posible regeneración de problemas de retina. CELULAS MADRE DEL PÁNCREAS:Las investigaciones muestran que las células del conducto pancreático también han crecidoexitosamente In Vitro e inducidas a diferenciarse.No solo el uso de células del conducto pancreático evita la controversia del uso de célulasfetales sino que hay mucho menos problemas biológicos asociados con crear Células Beta decélulas de conducto pancreático por ejemplo: Células Madre Embrionarias.Los autores también hacen notar que las células productoras de Insulina habían sidoderivadas de Células Madre embrionarias de ratónPero este procedimiento de origen a la proliferación de células y por lo tantopotencialmente células malignas en lugar de maduras.Los autores notan que cuando la naturaleza de la ontogenia de las células Beta del páncreases completamente entendida, podemos ser capaces de imitar este proceso In Vitro parapropagar células Beta.Este desarrollo claramente podría ser bienvenido porque evitaría la necesidad de clonaciónterapéutica sin toda la controversia de crear embriones humanos únicamente para usomedico. Los autores concluyen que: de las técnicas descritas anteriormente, la máspromisoria 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 célulasmedulares y sanguíneas, y también se diferencian en células funcionales del hígado, pulmón,CELULAS MADRES Página 21
  23. 23. tracto gastrointestinal y esófago, estomago, intestino y colon y piel, pudiendo tambiénformar formas funcionales de células en el corazón y músculo esquelético.Investigaciones mostraron que células madre de la medula ósea podría formar musculocardiaco y vasos sanguíneos en ratones que habían sufrido daños cardiacos. Ellos notaronque sus resultados demuestran el potencial de la célula madre de la medula ósea parareparar el corazón, sugieren una estrategia terapéutica que eventualmente podría beneficiarpacientes con ataques cardiacos también sugirieron la circulación de células madre paracontribuir 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 detrasplantar células madre de la medula ósea abarco la proliferación de mitosis y estructurasvasculares.Los estudios indican que las células madre de la médula ósea pueden generar nuevomiocardio, mejorando el resultado de problemas de arterias coronarias.Estudios sugieren que el transplante intercerebral de células madre de medula ósea podríaser potencialmente usado para inducir plasticidad en isquemia cerebral.Se demostró que en ratones las células madres adultas de la medula ósea pueden migrar atodo el cerebro y diferenciarse en células neuronales. Estos descubrimientos plantean laposibilidad de quelas células derivadas de la medula ósea pueden proveer una fuentealternativa de neuronas en pacientes con trastornos neurodegenerativos daños del sistemanervioso 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 célulasdel hígado podrían transformarse en tejido del corazón dijeron que evidencias recientessugirieren que las células madres derivadas del adulto, como sus contrapartes embrionariasson Pluripotentes y que estos resultados demuestran que las células madres adultasderivadas del hígado responden al micro ambiente del tejido del corazón adulto y sediferencian 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 célulasmigraron al hígado y se diferenciaron en células maduras hepáticas. Los autores sugierenque este método podría ser usado para aislar células madres hepáticas y suplantarlascompletamente en un trasplante de órganos.CELULAS MADRES Página 22
  24. 24.  PRIMERA PURIFICACION Y EXPANSION DE CELULAS MADRE ADULTAS HEPATICAS LOGRADOL a habilidad de estas células madres para expandirse extensivamente contrasta con el limiteexpansión potencial de la mayoría de células hepáticas vivas los cuales típicamenteexperimentales solo unas cuantas divisiones celulares en cultivo para sobrevivir de acorde alDr. Reídle. Además del perfil antigénico y los métodos de purificación de las células lascondiciones de cultivos recientes fueron descritas que permitan la expansión de una simplecélula madre hepática a una colonia de células conteniendo ambas HEPATOCITOS y lascélulas del conductor biliar. La más rigurosa prueba de la clonación y bipentencialidad de lascélulas.  CORAZON, VASOS SANGUINEOS Y VALVULAS DEL CORAZON TEJIDO DEL CORAZON PUEDE SER REGENERADO APARIR DE CELULAS MADRESInvestigaciones del colegio médico de New York demostraron la regeneración del corazóndespués de un ataque cardiaco. El estudio indica que el corazón puede contener su propiacélula madre, la cual podría ser estimulada para crecer y reparar daños después de ataquescardiacos.  CELULAS MADRE DEL TEJIDO GRASOCientíficos de la universidad de PENOYLVANIA han sido capaces de aislar células madre deltejido graso y convertirlos en células óseas.Esta es una forma fuente potencialmente ilimitada de células para que se vuelvan célulasmaduras de diferentes tipos.El Dr. LOIS-P. BUCKY; el dijo que otros estudios estuvieron investigando para formarmúsculos a partir de células madres adipositas. El denoto que con la grasa hay un ampliosuplemento de células al cual es fácil de obtener. El trabajo fue reportado en una junta en laSociedad Americana de Cirugía Plástica en los Ángeles.  ESPERMATOGONIASEl desarrollo de las técnicas para el trasplante de espermatogonia ha dado nuevos ímpetuspara 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 transgénicosCELULAS MADRES Página 23
  25. 25. c) La protección de pacientes jóvenes de cáncer de infertilidad a partir de quimioterapia o radioterapiaEl trasplante de células madre espermatogonias por todo lo anterior, abarca en número depasos. Primero la célula tiene que ser aisladas y posiblemente purificadas.Segundo debería ser posible la crió preservación de las células madre, por ejemplo, hastaque los niños hayan alcanzado la pubertad.Tercero debería ser posible cultivar cellas madre espermagonias por un prolongado periodode tiempo el cual también permitirá la transfeccion y la subsecuente selección célulasestables transfectadas.En cuanto en caso de estudios animales los testículos hospederos deberían ser vaciados decélulas madre endógenas. Esto es probablemente mejor hecho por irradiación local.Finalmente las células madre tendrían que ser trasplantadas.  PARA EL REEMPLAZO DE ÓRGANOSBriistle fue uno de los primeros mostrar que las células madre embrionarias de ratón podríanayudar a tratar modelos de enfermedades animales en las cuales las neuronas carecen decapas de mielina.En otros tejidos, al menos los científicos están de acuerdo que los resultados sonalentadores. En los meses pasados, una serie de documentos han forzado la idea que lascélulas en la medula óseas pueda responder ha señales de tejido dañando y ayudar arepararlo. Recientemente los doctores solo habían intentado usar células madre de lamedula ósea para reconstruir la sangre o el sistema inmune. Pero el año pasado dos equiposreportaron que las células derivadas de ratón de la medula ósea podrían llegar a convertirseen neuronas.En abril, otro grupo reportaron que las células derivadas de la medula ósea podrían ayudar areparar músculos cardiaco dañado. En unos estudios puros del colegio médico de New Yorkindujo ataques cardiacos en 30 ratones. Ellos después inyectaron células de la medula óseaen el tejido cardiaco de los ratones, nueves días después de la inyección de las célulastrasplantadas, formaron nuevo tejido muscular cardiaco así como vasos sanguíneos, en docede los 30 ratones, el equipo reporto una constante mejora.En otro estudio en la universidad de COLUMBI aislaron células de medula ósea de humanosvoluntarios, después inyectaron en las células el equipo había inducido ataques cardiacos.Las señales del daño del corazón evidentemente atrajeron las células trasplantadas. Dossemanas después de las inyecciones los capilares hechos de células humanas representaronuna cuarta parte de los capilares en el corazón, cuatros meses después de la operación, lasratas que recibieron vasos sanguíneos precursores tenían significativamente menos costra yCELULAS MADRES Página 24
  26. 26. mejor función del corazón que el control de ratas. Quizás más impresionantes, es que loscientíficos reportaron que una simple célula madre de la medula ósea de un ratón adultopuede multiplicarse y contribuir a formar tejido pulmonar, hepático, intestinal y tisular deratones experimentales.Los estudios que en grupo de células purificadas de medula ósea tenía el potencial demultiplicarse y dar origen a todo tipo de célula sanguínea, para aislarlas estas células hansido muy difíciles. Para incrementar las oportunidades de capturar células elusivas Diane dela universidad de YALE de New Cork presentaron un doble trasplante de medula ósea. Ellosprimero inyectaron células madre de medula ósea en ratón hembra, adherida con proteínaverde fluorescente, en el torrente sanguíneo de ratones hembra que habían recibido unadosis de radiación. Dos días después ellos mataron el receptor de ratones y aislados unpenado de células verdes que habían tomado residencia en la medula ósea (previos estudioshan sugerido que las células trasplantadas más primitivas se alojen en la medula ósea). Ellosdespués inyectaron ratones irradiados con solo una de células verdes acompañados porcélulas derivadas de la medula ósea que sobrevivieron por un mes cuando los científicosmataron a los ratones.Sobrevivientes 11 meses después del segundo transplante, encontraron progenie de célulasmadre 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 tipocelular, se alteran, y genes que dejaron de expresarse en una determinada etapa deldesarrollo vuelven a expresarse.Es el cambio en la expresión genética que permite que un tipo de célula se transforme en untipo distinto.Cambios de fenotipo celular:• Diferenciación: células madre dan origen a linajes de células que cambiansucesivamente el fenotipo hasta llegara células adultas maduras.• Desdiferenciación: Célula diferenciada adquiere características de una másinmadura.• Transdiferenciación: Célula diferenciada se transforma directamente en céluladiferenciada de distinto tipo!• Transdeterminación: Progenitora de un linaje se transforma en progenitora distintolinaje.Los cambios del fenotipo celular se producen sin modificación de la secuencia del ADN de loscromosomas.CELULAS MADRES Página 25
  27. 27. Células IPS.- Las células madre pluripotenciales inducidas se presentaron por primera vez enel año 2006 y en 2007 a partir de células humanas. Las células madre pluripotentes inducidasson un tipo de célula madre con características pluripotenciales, que derivan artificialmentede una célula que inicialmente no era pluripotencial. Se cree que las células pluripotencialesinducidas son idénticas en muchos aspectos a las células pluripotenciales naturales.Factores de reprogramaciónLa regulación del estado de pluripotencia está mediada principalmente por Oct4, Sox2 yNanog.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 enel 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 dela 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-MycEs un factor de transcripción con múltiples dominios y un potente oncogén, implicado en laproliferación celular, la replicación del ADN, la inhibición de la diferenciación celular y lametástasis.Factores de transcripción Son proteínas que participan en la regulación de la transcripcióndel ADN, activando o reprimiendo la expresión de diversos genesEntre 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 linajeLa diferenciación celular y la determinación de los distintos tipos celulares de cada linajecelular se consideraban procesos irreversibles que se producían durante el desarrollo.Trabajos recientes habían conseguido ya revertir fibroblastos humanos hacía célulaspluripotentes utilizando 4 factores de transcripción, lo que hizo pensar a los autores de estetrabajo en la posibilidad de inducir directamente distintos tipos de células somáticas a partirde fibroblastos utilizando los factores de transcripción adecuados.Reprogramación celular para inducir la formación de células madre pluripotentesCELULAS MADRES Página 26
  28. 28. • Por genes de factores de transcripción unidos a vectores viralesPrime Gen, una empresa californiana de biotecnología, conjuntamente con Unidyn,fabricante de nanotubos (cilindros.de moléculas de carbono de diámetro) ha anunciado quese pueden sustituir los vectores virales necesarios para la reprogramación celular, pornanotubos de carbono, tras demostrar que con ellos se pueden introducir proteínascomplejas (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 dela Universidad de Harvard, el equipo dirigido por D. Melton ha conseguido reprogramarcélulas adultas de ratón (células exocrinas del páncreas) en células beta productoras deinsulina.Con esta técnica se evita el paso intermedio de convertir la célula adulta en una célulapluripotencial.Los factores de transcripción que utilizan son el Ngn3, Pdx1, Mafa.• Reprogramación de células adultas animales:Un trabajo posterior del Grupo de Yamanaka confirmó que si las células Ips se inyectaban enblastocitos murinos se conseguían quimeras adultas de ratones que eran capaces detransmitir 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 posiblesdiferencias 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 aabandonar la clonación para utilizar las células IpsY el propio James Thomson comentaba (Gina Kolata. The New York Times, 22/11/2007) queprobablemente “dentro de una década la guerra de las células madre embrionarias será solouna 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 fármacosespecíficos para un paciente determinado.• No requiere la utilización de ovocitos humanos, facilidad técnica, costo reducido.CELULAS MADRES Página 27
  29. 29. Experiencias preclínicas En Animales:En ratones con anemia falciforme. En ratones con párkinson. En ratones con hemofilia A Enratones con infarto de miocardioImportancia de La Reprogramación CelularEs importante por la utilidad que puede tener en la investigación de graves enfermedades ypor 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 celularesdiferenciados de otro órgano o tejido.Asimismo, ya se ha demostrado que una célula sí puede diferenciarse en otra y volver a suestado original, debido a que la diferenciación no se basa en etapas irreversibles conducidaspor reordenamientos génicos, sino por silenciamientos epigenéticos (factores no genéticosdeterminantes de la ontogenia) o por genes silenciados activados. Plasticidad celular, nueva investigación de la Universidad de La SabanaEl Centro de Investigación Biomédica Universidad de La Sabana - Cibus - avanza en unproyecto sobre plasticidad celular, que consiste en reparar tejidos enfermos a partir deaquellos que están sanos y que son extraídos del mismo paciente. De esta manera sepretende evitar el uso de células en estado embrionario que pongan en peligro la vida de unnuevo ser, durante su proceso de fertilización. Así mismo, se pretende evitar la práctica detransplantes que el organismo puede rechazar.El doctor Fernando Lizcano, director de Cibus, comenta que el trabajo se realiza con célulaspluripotentes que permiten desarrollar cualquier tipo de tejido. "Estas células también seconocen como estamimales pluripotentes y con ellas queremos saber si se puede hacer, loque se llama plasticidad celular", comentó el científico que funge como presidente de laAsociación de Endocrinología.Este vínculo - explica el experto - puede contribuir a que este tipo de investigaciones tenganun impacto directo en la sociedad y en la comunidad científica. "Me refiero no sólo a estainvestigación que está relacionada con la regeneración de tejidos sino también a otras quehemos 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 distintosreconocimientos en el último año. Han recibido el Premio Nacional de Ciencias Básicas de laAsociación de Endocrinología; mención honorífica en la Academia Nacional de Medicina;premio a Mejor trabajo en ciencias básicas en la Fundación Cardioinfantil, premio al MejorCELULAS MADRES Página 28
  30. 30. trabajo en el Imoc (Instituto Médico Oftalmológico de Colombia), premio en la IV Jornada deSocialización de Resultados de investigación y premio en Convocatoria Interna realizada enla Universidad de La Sabana.Entre los aspectos que han permitido estos resultados están: el trabajo arduo y en equipo, laconstancia, la innovación, la celeridad y la capacidad de superar inconvenientes. "Contamoscon personas altamente capacitadas y dos de ellas han recibido el título de Doctor como esel 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 lascausas de las enfermedades y cómo se pueden curar". FUENTES DE CELULAS MADREEl uso clínico principal de las células madre es como una fuente de células donantes, lascuales son usadas en el reemplazo de células durante las terapias de transplante. Las célulasmadre 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.CELULAS MADRES Página 29
  31. 31.  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.CELULAS MADRES Página 30
  32. 32.  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.CELULAS MADRES Página 31
  33. 33.  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.CELULAS MADRES Página 32
  34. 34. 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 lasCELULAS MADRES Página 33
  35. 35. 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 deCELULAS MADRES Página 34
  36. 36. 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.CELULAS MADRES Página 35
  37. 37.  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.CELULAS MADRES Página 36
  38. 38.  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.CELULAS MADRES Página 37
  39. 39. 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.CELULAS MADRES Página 38
  40. 40. 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.CELULAS MADRES Página 39
  41. 41.  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.CELULAS MADRES Página 40
  42. 42.  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. RESUMENEn este capítulo han sido estudiados las etapas básica comunes a la diferenciación de lasdiversas células de los organismos pluricelulares.las células embrionarias inicialesgeneralmente son totipotentes, es decir tienen la capacidad intrínseca de transformarse enlos varios tipos de células especializados del cuerpo.la fijación del destino de las célulasembrionarias 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).CELULAS MADRES Página 41
  43. 43. Los factores intrínsecos se deben a una programación genética pre-establecida, por la cuallos genes se van expresando o reprimiendo en secuencia pre-determinada por unadistribución irregular de determinadas sustancias en el citoplasma del huevo o cigote, y quese distribuyen heterogéneamente en los blastómeros, actuando sobre los genesmodificando su expresión.Los factores extrínsecos pueden ser subdivididos en los factores locales y factoresambientales.los locales son resultantes de mensajeros químicos originados en otras células(hormonas, factor de crecimiento) o de la matriz extracelular del organismo en desarrollo.losfactores de origen ambiental que afectan la diferenciación, pueden mencionar la acción delas 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 elproceso de formación de glóbulos rojos (hemacitopoyesis).Varios tejidos y órganos del cuerpo humano no se presentan completamente diferenciadosen 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 deespecializacióncelulares. Que mecanismos hacen que un gen sea activo y haga su trabajo yqué mecanismos inhiben la expresión de ese gen, elcáncer, porejemplo, es un caso deespecialización celular anormal.Lascélulas madre pueden servir para probar nuevos medicamentos en todo tipo de tejidosantes de hacer las pruebas reales en animales o en humanos.Lascélulas madre tendránaplicaciones en terapias celulares, medicina regenerativa oingenieria tisular. Muchas enfermedades son consecuencia de malfunciones celulares odestrucción de tejidos. Uno de los remedios, en casos muy graves, es el transplante. Lascélulas especializadas ofrecen frecuentemente la posibilidad de reemplazar células y tejidosdañados. 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.CELULAS MADRES Página 42
  44. 44. 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 deCELULAS MADRES Página 43
  45. 45. 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.CELULAS MADRES Página 44
  46. 46. 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 unCELULAS MADRES Página 45
  47. 47. 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.CELULAS MADRES Página 46

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