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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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  • 1. Universidad Nacional Pedro Ruiz Gallo 2012 CELULAS MADRESALUMNO:Chafloque Capuñay FernandoDOCENTEVásquez García Antero Monografía Unprg-Biologia 02/10/2012
  • 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. 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. 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. 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.  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.  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. 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. 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.  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. 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. 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. 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. 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. 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.  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. 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. 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. 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. CELULAS MADRES Página 19
  • 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. 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. 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.  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. 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. 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. 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. • 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. 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. 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.  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.  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.  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. 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. 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. 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.  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.  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. 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. 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.  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.  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. 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. 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. 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. 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. 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
  • 48.  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.CELULAS MADRES Página 47
  • 49. 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.CELULAS MADRES Página 48
  • 50.  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 embrioneshumanos y de células reproductivas. Hay diferentes modos para generar estas codiciadascélulas, 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. EnCELULAS MADRES Página 49
  • 51. 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 inVitro 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.CELULAS MADRES Página 50
  • 52. 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 embrionariasCELULAS MADRES Página 51
  • 53. 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.CELULAS MADRES Página 52
  • 54. 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 delpaciente adulto y transferirlo a un ovulo humanocuyo núcleo se ha eliminado previamente. Elresultado sería un embrión humano clónico (unclon paciente). Sin embargo, el embrión no seimplantaría en una mujer (lo que daría lugar a unhijo clónico del paciente). Solo se le dejaríadesarrollarse unos días. Luego se elimina paraobtener de él las células madre.En la primera etapa de desarrollo del embrión, cuando es un grupo de no más de 100células, estas pueden usarse como células madre o permitir que sigan multiplicándose yempiecen a diferenciarse una vez implantadas en un útero. Sin embargo, para que elembarazo sea viable, el ovulo tiene que reprogramar el genoma, de la célula original, quepuede ser de cualquier tejido por ejemplo la piel, borrando la memoria genética de suorigen, explica Jaenisch. Lo hace impidiendo que se expresen los genes específicos de la piely encendiendo los necesarios para el desarrollo embrionario.Los científicos creen que este complicado proceso nunca es perfecto, y que esta es la razónde las anormalidades de los fetos y animales clonados.Cuando las células madre son recolectadas en el laboratorio en vez de implantadas en unútero, sucede algo parecido a lo que pasa con los embriones, porque la mayoría muere. Sinembargo, las pocas que sobreviven y se multiplican in Vitro parecen ser las que hanresultado totalmente reprogramadas. Ya se evidencio que el uso terapéutico, como se habíaconstatado en experimentos con ratones. Así pues, hubiera sido preciso preparar líneasespecializadas de células diferenciadas según cada necesidad. El tiempo requerido para suobtención no parecía breve. Pero, aun en el caso de que se hubiera logrado, sería muy difíciltener la certeza de la ausencia absoluta de células estaminales en la inoculación o en laimplantación terapéutica, con los riesgos consiguientes. Y, más aun, se debería recurrir aulteriores tratamiento para superar la incompatibilidad inmunológica.CELULAS MADRES Página 53
  • 55. No existe diferencias entre “clonación” para la obtención de individuos (rechazada tacita ylegalmente en el mundo civilizado) y la “clonación terapéutica”.La “clonación terapéutica” no es la única vía de obtener células germinales. Se hademostrado que en el individuo adulto existen células Multipotenciales no solo en tejidoscon alta proliferación celular como la medula ósea, sino en otros de renovación lenta comola piel e incluso, el Sistema Nervioso Central, donde tanto tiempo se negó la existencia deposible regeneración de las neuronas. Se han logrado obtener células adultas especificas dedistintos tejidos (piel, musculo, riñón, glándulas) a partir de células troncales obtenidas de lapiel y de otros órganos incluso se han obtenido neuronas troncales aisladas de la piel. USOS DEL CULTIVO DE CÉLULAS MADREAplicación:Las células madre ofrecen la posibilidad de una fuente renovable de células paraenfermedades cuyo origen fisiológico ya se ha definido y que resultan devastadoras ennuestra sociedad, como ejemplo tenemos a la insuficiencia hepática o renal, en las quedegeneran las células del hígado o del riñón; con la diabetes, en la que las células delpáncreas ya no fabrican insulina; Parkinson, Alzheimer, enfermedades cardíacas, lesiones demédula espinal, artritis reumatoide, etc.En un planteamiento teórico se pensó solucionar estasenfermedades aportando nuevas células en plenofuncionamiento para recuperar al organismo. La formainicial más sencilla fue trasplantar órganos plenamentefuncionales. Se obtuvieron éxitos muy significativos enalgunos casos (hígado, riñón) con lo que el avance de lamedicina fue espectacular. Su principal problema es elrechazo. Nuestro organismo tiene unos sistemas dedefensa que destruyen cualquier célula que no esreconocida como propia y, por tanto, desde el primermomento lucha por eliminar lo que se trasplanta oimplanta. Además de los fracasos por el rechazo,muchas enfermedades no pueden ser corregidas con untrasplante, bien porque el órgano no “prende” (porejemplo, el páncreas) o bien porque el órgano es muycomplejo y solo necesitamos implantar un tipoCELULAS MADRES Página 54
  • 56. concreto de célula. Para solucionar estos casos surge la idea de desarrollar terapias celularesespecíficas. 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 cardíacasCELULAS MADRES Página 55
  • 57. 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 casosCELULAS MADRES Página 56
  • 58. 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 pielCELULAS MADRES Página 57
  • 59. 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 58
  • 60. 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 59
  • 61. - 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 60
  • 62.  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 actualidadCELULAS MADRES Página 61
  • 63. 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.CELULAS MADRES Página 62
  • 64. 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 63
  • 65.  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. DESARROLLO DE TÉCNICAS DE INVESTIGACIÓN 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.CELULAS MADRES Página 64
  • 66. 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.CELULAS MADRES Página 65
  • 67. 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.CELULAS MADRES Página 66
  • 68. CUESTIONES 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 sobrevivenCELULAS MADRES Página 67
  • 69. 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: CELULAS MADRES Página 68
  • 70. 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 laCELULAS MADRES Página 69
  • 71. 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.CELULAS MADRES Página 70
  • 72. 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.CELULAS MADRES Página 71
  • 73. 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.CELULAS MADRES Página 72
  • 74.  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 investigación con células madre. La principal fuente de problemas deriva del uso de embriones como "materia prima" para o b t e n e r e sas c é lu la s. E l e mb rió n e s u n se r co mp l e t ame n t e 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 s e r v i c i o d e o t r o s s e r e s h u m a n o s . S i n o e x i s t i e s e n f u e n t e s 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.CELULAS MADRES Página 73
  • 75.  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.CELULAS MADRES Página 74
  • 76.  ALBERTS, B. et al. Molecular Biology of the Cell. 3rd ed. Garland Press, 1994. B R A C H E T , J . a n d A L E X A N D R E , H . I n t r o d u c t i o n t o M o l e c u l a r Embryology, 2nd Springer-Verlag, Heidelberg, 1986. BRUSTLE O, JONES KN. LEARISH RD et al. (1999). Embryonic stem cell-derived glial precursors: a source of myelinatinng transplants. Science 28, 754-756. CARLSON, B. M. Human Embryology and Developmental Biology. Mosby, 1994. CLARKE D. & FRISEN J. (2001). Differentiation potential of adult stem cells. DONOVAN P.J. & GEARHART J. (2001). The end of the beginning for pluripotent stem cells. GEHRING, W. J. The molecular basis of developmental. Sci Am., 253-136,19Z5. GILBERTS, S. E. Developmental Biology. 4th ed. Sinauer, 1994. LEE, S. et. Apoptosis and signal transduction: Clues to a molecular mechanism. Curr. Opin. Cell. biol., 5:286, 1993. NOBAK, R. Moving development researchinto the clinic, Science, 266:567, 1994. WOLFE, L. Introducer to Cell and Molecular Biology. Wadsworth, 1995.CELULAS MADRES Página 75

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