¡Descarga Biotecnologia y más Apuntes en PDF de Biología solo en Docsity!
1. L’enginyeria genètica.
1.1 Concepte
1.2 Tècniques d’enginyeria genètica
2. Biotecnologia. Concepte
3. Biotecnologia industrial
4. Biotecnologia en agricultura, ramaderia i
alimentació
4.1 Biotecnologia en plantes
4.2 Biotecnologia en animals
5. Biotecnologia en medicina
5.1 Eines biotecnològiques per al
diagnòstic
5.2 Diagnòstic de malalties
5.3 Aplicacions terapèutiques
6. Biotecnologia en ètica i dret
APLICACIONS DE LA
GENÈTICA MOLECULAR.
Enginyeria genètica i
biotecnologia.
1 L’ENGINYERIA GENÈTICA
1.1 CONCEPTE
L’enginyeria genètica és una tècnica que consisteix en la introducció de gens al genoma d’un individu que n’està mancat.
El 1971, un article de Kathleen Danna i Daniel Nathans va marcar l’inici de la tecnologia de l’ADN recombinant o enginyeria genètica. L’article descrivia l’aïllament d’un enzim bacterià endonucleasa de restricció , que és útil per a tallar l’ADN víric en regions en seqüències específiques.
La tecnologia de l’ADN recombinant o enginyeria genètica, és un conjunt de tècniques que ens permeten localitzar, aïllar, sintetitzar, manipular, recombinar i transferir a les cèl.lules seqüències específiques d’ADN
Les tècniques emprades en la manipulació genètica han obert un camp molt ampli per a l’obtenció de substàncies, medicaments, per a la millora de rendiment d’animals i plantes etc.
1.2 TÈCNIQUES D’ENGINYERIA GENÈTICA
Fragmentació de l’ADN. Endonucleases de restricció.
Una de les eines més útils en enginyeria genètica és l’us dels anomenats enzims o endonucleases de restricció que són enzims aïllats de bacteris que són capaços de «tallar» l’ADN en uns punts concrets i així separar els segments que interessen.
Són endonucleases (hidrolitzen la molècula en el seu interior) que fragmenten l’ADN en nombrosos trossos, sempre en seqüències conegudes d’entre 4 i 8 parell de bases, que són els anomenat fragments de restricció. Tallen les dues fibres deixant cues en una sola fibra (
extrems cohesius) que llavors serviran per a la unió, ja que són complementàries. Els fragments resultants poden separar-se per electroforesis i així es coneixen les diferències entre les molècules d’ADN.
S’han aïllat més de 800 endonucleases de resticció que reconeixen i tallen l’ADN en seqüències diferents.
Separació i visualització dels fragments d’ADN
Després de la fragmentació d’una molècula d’ADN amb els enzims de restricció, els fragments de restricció obtinguts es poden separar per mitjà d’electroforesi en gel d’agarosa.
Comparant el tamany dels fragments de restricció formats a partir d’una regió gènica determinada, després del seu tractament amb diverses restrictasses es pot elaborar un mapa de restricció. Aquesta tècnica permet comparar diferents regions d’ADN (comparant els mapes de restricció) sense haver de seqüenciar tot l’ADN. Ha resultat molt útil per a la localització exacta de gens i determinar la identitat o parentiu d’individus..
Aquests reactius es mesclen en un tub d’assaig que s’introdueix en un aparell anomenat termociclador, que fa cicles de tres etapes:
1. Desnaturalització , en que s’eleva la temperatura a 90- 100º C per separar les cadenes del fragment d’ADN que es vol amplificar. 2. Hibridació (o alineament), a una temperatura d’uns 50º C, que permet la hibridació dels encebadors amb les seqüències complementàries en cada una de les cadenes d’ADN. 3. Elongació (o extensió) , a uns 70º C, de temperatura a la qual l’ADN polimerasa és activa i sintetitza les cadenes noves d’ADN.
Aplicacions de la PCR
- Seqüenciació: Generació de suficient ADN. - Estudis d’expressió : Es pot utilitzar per a estudi d’ARNm. Serveix per conèixer quan s’expressen gens tumorals o vírics i, en conseqüència, si es efectiva, o no, una teràpia - Biologia evolutiva: Degut a que pot ampliar molt petites quantitats d’ADN permet analitzar teixits d’espècies extingides (mamut, humans primitius...) i construir arbres filogenètics. L’ADN mitocondrial ha estat emprats per a molt estudis evolutius - Mapes de cromosomes. Ha permès poder realitzar el mapa del genoma humà. - Diagnòstic : És el de major impacte. Tècnica ideal per a diagnòstic prenatal i d’enfermetats hereditàries (amniocentesi etc) - Medicina forense i proves de paternitat : Ha permès determinar la identitat d’una persona desconeguda a partir d’un cabell, gota e sang, etc.
Inserció de gens. Ús de vectors
Per a la inserció de gens cal la utilització de vectors, entre els quals els més utilitzats són:
El plasmidi bacterià
Un plasmidi és un petit ADN circular de doble hèlix del qual hi pot haver uns quants exemplars (de 20 à 50) en un mateix bacteri. Són com minicromosomes que es dupliquen autònomament.
Si gràcies a la lisi dels bacteris_queden lliures al medi, poden penetrar dins d'altres bacteris, procés anomenat transformació, especialment si les membranes es fan permeables a l'ADN per l'addició de clorur càlcic Els bacteris receptors adquireixen així les propietats dels gens que hi ha al plasmidi.
Per saber quins bacteris han sofert aquesta transformació, s'afegeixen, a més d 'aquest ADN, gens que codifiquen proteïnes degradadores d'antibiòtics als plasmidis que s'utilitzen com a vectors d'un ADN passatger. Aquesta circumstància després permet seleccionar els bacteris que han integrat el plasmidi, ja que són les úniques que sobreviuen en un medi amb antibiòtics.
Els virus
Els virus també s'utilitzen coma vectors. Quan un virus
infecta un bacteri i s'inicia el cicle lític, destrueix l'ADN cel·lular, es replica l'^ ADN víric i se sintetitzen les proteïnes de la càpsida. Posteriorment, els ADN vírics s'encapsulen i es formen nous virus. De vegades, per error, s' encapsulen segments de l'ADN bacterià. Aquests virus defectius poden infectar un segon bacteri, i introduir un segment de l’ADN del bacteri hoste anterior, procés que s’anomena transducció.
El cosmidis
Els cosmidis són un tipus de plasmidis que contenen els extrems complementaris del genoma del fag els anomenats extrems COS. Això els permet introduir-se en la càpside del fag i així passar a l’interior dels bacteris.
Inserció de gens
Com ja s’ha esmentat per a possibilitar la inserció de l'ADN passatger a l'ADN vector, és convenient tallar-los tots dos amb el mateix enzim de restricció. Aquests tallen en un punt determinat, situat en unes seqüències (anomenades palindròmiques) que són iguals en els dos filaments i que presenten simetria segons la complementarietat de les bases. D’aquesta manera els segments cohesius faciliten la formació d'ADN recombinants.
Com que en els procariotes no hi ha procés de maduració de l' ARNm , si es vol intercalar un gen eucariòtic en un bacteri, no es pot introduir un segment d'ADN amb introns i exons, sinó que s’ha d'utilitzar un enzim d'origen víric, anomenat transcriptasa inversa o retrotranscriptasa, per produir ADN a partir d'un filament d' ARNm madur (molècula en la qual ja no hi ha introns).
Posteriorment s'ha de duplicar perquè es formi ADN de doble hèlix anomenat ADN complementari (ADNc), i finalment introduir-lo en un vector (un virus o un plasmidi) perquè el transporti a l' interior del bacteri.
2 BIOTECNOLOGiA. CONCEPTE
El terme biotecnologia va ser creat per l'enginyer hongarès Karl Ereky en 1917 per descriure processos en els quals es formaven productes a partir de materials crus, amb l'ajuda de l'activitat metabòlica d'organismes vius.
Avui el terme biotecnologia engloba tot tipus de producció industrial de "béns i serveis" per mitjà de processos que utilitzen organismes, sistemes o processos biològics. Els processos industrials que utilitzen microorganismes per a l'obtenció dels seus productes constitueix la anomenada biotecnologia microbiana
3 LA BIOTECNOLOGIA A LA INDUSTRIA
Producció d’aliments i begudes
La producció d'aliments i begudes per fermentació constitueixen avui dia un sector molt important dins de la indústria alimentària. Les fermentacions més rellevants són:
La fermentació làctica , destaca l'elaboració del iogurt (que es fabrica fermentant llet sencera amb dos bacteris làctics, Streptococcus thermophilus i Lactobacillus bulgaricus , i del formatge format per bacteris que converteixen la lactosa de la llet en àcido làctic que acidifica la llet, la qual cosa provoca una coagulació i precipitació de les proteïnes làctiques, separàndose la quallada del sèrum.
L'art de fabricar formatges depèn de la naturalesa dels bacteris que s'empren com *iniciadores, les quals constitueixen un dels factors que determinen el tipus de formatge resultant. Altres factors són la presència o absència d'un flora bacteriana secundària i la temperatura de fabricació.
La fermentació alcohòlica. Cal esmentar l'elaboració de begudes alcohòliques, tals com el vi (fermentació del raïm per l'acció de Saccharomyces ellipsoideus ), de la cervesa ( S. Cerevisiae ) i de les begudes destil·lades.
La fermentació acètica com la produïda pels bacteris del gènere Acetobacter i Gluconobacter
Cal destacar també la producció d'aliments per a animals a força de proteïnes unicel.lulars o proteïnes microbianes , espècie de pinso elaborat amb cèl·lules senceres dessecades i premsades.
Elaboració de productes químics industrials i combustibles
Els microorganismes fabriquen multitud de productes químics d'ús industrial que s'empren com a dissolvents, combustibles, lubrificants, adhesius, acidulants, extractors, plàstics, explosius, propulsors, pesticides, colorants, cosmètics, aromatizants, etc. Entre elles figuren, com més importants des d'un punt de vista econòmic, les següents:
- Enzims, que s'exploten principalment com a descomponedors de grans molècules, com les proteases que degraden proteïnes i s'utilitzen com a agents de neteja en detergents i com a coadjuvants de la digestió en pinsos per a animals. Les amilases trenquen el midó per produir glucosa. - Compostos orgànics alifàtics com dissolvents (etanol, acetona i glicerol), àcids orgànics industrials (acètic, cítric i làctic)
- Aminoàcis. Recordam que dels 20 aminoàcids que formen les proteïnes, vuit no els sintetitza el nostre cos; d'aquests, la lisina i la metionina es fabriquen per enriquir pinsos. L’àcid glutàmic (en forma de glutamoato monosòdic) s'usa com a potenciador del sabor.
Producció de fàrmacs
L'aplicació de la microbiologia en la indústria farmacèutica, va suposar una autèntica revolució. Els avanços obtinguts en el coneixement dels microorganismes i en les tècniques de la seva manipulació genètica troben avui la seva aplicació rutinària en la identificació de noves substàncies terapèutiques.
Entre els productes d'interès per a la indústria farmacèutica tenim:
- Agents antiinfecciosos (antibiòtics d'ampli i mig espectre, sulfonamides, vacunes, drogues antifúngicques, etc.), Des d'una perspectiva comercial clínica, els antibiòtics constitueixen la base més importants de fàrmacs que s'obté dels microbis. Són metabòlits secundaris, de manera que la seva acumulació es produeix després del creixement de les cèl·lules que els sintetitzen.
- Enzims, vitamines i esteroides. Una fita en la producció de fàrmacs per microorganismes va ser la síntesi d'un pèptid humà, la somatostatina , per una cèl·lula bacteriana. Gràcies a les tècniques de l'ADN recombinant es va aconseguir fabricar el gen de la somatostatina coneixent la seqüència de aminoàcids que codifica. El pèptid s'elabora en el hipotàlam humà per regular la síntesi de l'hormona del creixement i de la insulina.
4
LA BIOTECNOLOGIA EN AGRICULTURA,
RAMADERIA I ALIMENTACIÓ
4.1 BIOTECNOLOGIA EN PLANTES
Plantes transgèniques
Les plantes transgèniques són aquelles el genoma de les quals ha estat modificat per enginyeria genètica, per introduir-hi un o diversos gens nous o per modificar la funció d’un gen propi que permeti canviar alguna de les característiques, com també el nou gen es transmeti a la descendència.
En les plantes transgèniques la modificació genètica es fa de manera dirigida i afecta a un nombre reduït de gens, per això les varietats transgèniques no difereixen gaire de les no transgèniques.
La producció d’una planta transgènica es basa en dues etapes:
- La transformació , es a dir, la inserció d’un gen (transgen) en el genoma d’una cèl·lula de la planta.
- La regeneració. Consisteix en l’obtenció d’una planta completa a partir d’aquesta cèl.lula vegetal transformada.
Tècniques més emprades en biotecnologia en plantes
Tècniques de manipulació de cultius cel·lulars
Plantes senceres, part d'elles i fins i tot cèl·lules úniques poden fer-se créixer en cultius estèrils líquids, que continguin mitjans nutritius adequats. Es coneixen diferents tècniques de cultiu:
- La micropopagació, permet clonar en poc temps gran nombre de plantes. Es fa per exemple a partir de cultius meristemàtics, obtinguts de gemmes, o cultius de cèl·lules aïllades per disgregació. - La manipulació de la ploidia o producció d'haploides consisteix en la producció de plantes haploides mitjançant el cultiu d'anteres i d'ovaris.
- Les plantes haploides són especialment útils en producció de línies homocigòtiques, és a dir línies pures per a futurs hibridacions i per a detecció i selecció de mutants recessius.
Tècniques de modificació genètica de cultius cel.lulars
Les cèl·lules cultivades poden sotmetre's a tractaments que modifiquin el seu patrimoni genètic.
- La transformació de cèl·lules intervinguda per Agrobacterium tumefaciens. Aquest bacteri, present en el sòl, és patògena de plantes dicotiledònies, a les quals els produeix un tumor Aquest fenomen natural és emprat per utilitzar al bacteri com a vector de gens que es desitgin introduir en una cèl·lula vegetal.
- La fusió de protoplasts
Un protoplast és una cèl·lula vegetal desproveïda de la seva paret cel·lular. La fusió de protoplastos, que pot aconseguir-se mitjançant fusògens , proporciona la transferència de tot el genoma d'una cèl·lula vegetal a una altra cèl·lula vegetal de diferent espècie.
- Una altra tècnica és la electrofusió , que consisteix a aplicar un pols elèctric de curta durada amb la qual cosa es formen porus en la membrana i es fusionen els protoplasts. Així s'ha pogut per exemple hibridar patata comercial amb patata silvestre molt més resistent a l'atac de virus.
- La selecció de mutants permet obtenir plantes amb alguna característica que interessi, com a resistència a herbicides, a plagues, o la fabricació d'alguna substància d'interès.
Els mutants es produeixen mitjançant el tractament amb mutàgens químics com etilmetilsulfonat (EMS), o mutàgens físics (rajos gamma, X i ultraviolada)
- La transferència directa de gens permet introduir un gen de qualsevol espècie de cèl·lula vegetal, que després regenerarà una planta transgènica. La transferència directa d'ADN estrany s'aconsegueix mitjançant:
Mètodes químics , com l'ús de polietilenglicol (fusògen) Electroporació ; la microinjecció usant pipetes d'injecció especials; i mitjançant l'ús de liposomes, vesícules que transporten en el seu interior un fragment d'ADN. La transformació biolística o perdigonada. Aquesta tècnica es basa a bombardejar cèl·lules vegetals partícules de tungstè o d'or (perdigons) en la superfície dels quals van ferides molècules d'ADN amb els gens que interessin. Així s'han aconseguit plantes transgèniques de cereals com a blat i blat de moro.
Utilitats de les plantes transgèniques
La producció de plantes transgèniques permet obtenir varietats de cultius amb noves característiques d’interès, coma ara:
- Millorés de processos bàsics de les plantes com la fotosíntesi i la fixació de nitrogen atmosfèric. - Fabricació de metabòlits secundaris de plantes d'interès farmacèutic: fàrmacas, essències, perfums, pigments i plaguicides.
- Conservació d'espècies i varietats vegetals en perill d'extinció.
- Resistència a herbicides, patògens i factors d'estrès (com a calor, fred, salinitat, sequera, inundació, etc) Per exemple s'han clonat plantes de tabac en les quals s'ha introduït una toxina proteica d'un bacteri ( Bacillus thuringiensis ) enfront del desenvolupament de larves de lepidòpters i de mosquits. - Productes agrícoles de millor qualitat i durada per a un millor emmagatzament, millor sabor etc
Els avantatges fonamentals de les plantes transgèniques són:
- Els gens que s’incorporen poden ser de qualsevol procedència i no és necessari que es trobin en plantes que puguin ser hibridades entres si.
- En la planta transgènica es pot introduir un únic gen nou, amb la qual cosa es preserven en la seva descendència els altres gens de la planta original.
- El procés es duu a terme en molt menys temps.
4.2 LA BIOTECNOLOGÍA EN ANIMALS
Igual que les plantes, en els animals es poden aplicar tècniques de reproducció in vitro , cultiu de cèl·lules i teixits cel·lulars i manipulació del material genètic.
Transgènesis en animals
La transgènesis es pot definir com la introducció d'ADN en un genoma, de manera que es mantingui estable de forma hereditària i afecti a totes les cèl·lules en els organismes multicel.lulars. Generalment, en animals, l'ADN estrany, anomenat transgen , s'introdueix en zigots, i els embrions que hagin integrat l'ADN estrany en el seu genoma, prèviament a la primera divisió cel·lular, produiran un organisme transgènic; de manera que el transgén passés a les següents generacions a través de la línia germinal (gàmetes).
Les aplicacions dels animals transgènics són múltiples:
Estudiar a nivell molecular el desenvolupament embrionari i la seva regulació. Manipular de forma específica l'expressió gènica in vivo. Estudiar la funció de gens específics. L'ús de mamífers com biorreactores per a la producció de proteïnes humanes. La correcció d'errors innats de metabolisme mitjançant teràpia gènica.
La transgènesis pot efectuar-se seguint dues estratègies:
- Transgènesis per microinjecció de zigots.
Des que en 1982 s'obtingués un ratolí transgènic, la producció d'animals transgènics es fa cada vegada més quotidiana, existint ja exemplars transgènics de les següents espècies: ratolí, rata, conill, porc, vaca, cabra i ovella.
- Transgènesis per manipulació de cèl·lules embrionàries.
Una estratègia molt més poderosa per a la transgènesis implica la introducció d'ADN estrany en cèl·lules embrionària totipotentes (cèl·lules ÉS) o cèl·lules embrionàries mare (cél EM).
Es prenen de l'interior del blastocist (blàstula) en desenvolupament i són passades a un mitjà que conté una substància amb activitat inhibidora de la diferenciació, mantenint el seu estat embrionari.
L'ADN estrany pot introduir-se en les cèl·lules ES mitjançant diverses tècniques com electroporació, transfecció o microinjecció; posteriorment, les cèl·lules transfectades són reintroduïdes en un blastocist i es reimplanta en una femella pseudoprenyada. Amb aquesta tècnica els nounats són quimeres , però mitjançant l'encreuament d'aquestes s'aconsegueixen animals transgènics a partir d'aquelles quimeres que hagen incorporat el transgen en el seu línia germinal.
Clonació d'animals
El principi de la clonació està l'obtenció d'organismes idèntics genèticament, i per tant morfològicament i fisiològicament, com el són dos bessons univitelins. Aconseguir clons d'animals se solen utilitzar dos mètodes:
- Per disgregació de cèl·lules embrionàries
Es basa en el mateix principi pel qual naixen bessons de forma natural. Els investigadors separen les cèl·lules d'un embrió en diferents estats de desenvolupament, des de l'estat de 2 cèl·lules fins a l'estat de mòrula. Cada cèl·lula separada pot funcionar com un zigot que inicia de nou tot el procés de diferenciació des del principi.
- Per transferència nuclear
Per a això es prenen cèl·lules embrionàries en fase de mòrula o blàstula per disgregació, es cultiven in vitro i, a continuació, es transfereixen a ovòcits enucleats (als quals se'ls ha retirat el seu nucli). Es provoca la fusió de les dues cèl·lules animals de manera que el nucli de la cèl·lula embrionària diploide quedi a l'interior de l'ovòcit, podent aquest començar a funcionar com un zigot.
Com més diferenciades estiguen les cèl·lules donants de material genètic, més difícil és aconseguir la reprogramació d'aquest material genètic, perquè puga iniciar la diferenciació de la cèl·lula receptora.
En l'actualitat és possible obtenir clons de cèl·lules totalment diferenciades d'un animal adult que actuen com a donants del seu material genètic, com va ocórrer en el cas de l'ovella Dolly.
5.2 DIAGNOSIS DE MALALTIES
Diagnosis de malalties congènites
La utilització de tècniques de diagnòstic molecular en individus amb risc elevat de ser portadors de malalties genètiques (per exemple, amb antecedents familiars) permet aplicar tractaments preventius o modificar els hàbits o les dietes que poden retardar el desenvolupament d’algunes patologies genètiques.
El diagnòstic molecular també és útil per a la detecció prenatal de malalties que afecten a pocs nucleòtids ja que la detecció de mutacions genètiques és fàcil si es tracta de grans alteracions com delecions o insercions gèniques, però requereix de tècniques precises quan els canvis afecten a pocs nucleòtids.
Així, una malaltia greu com la distròfia muscular de Duchene, que provoca una profunda debilitat en homes, és produïda per una deleció de part del gen de la distrofina situat en el cromosoma X. Aquesta deleció i altres similars són detectades en observar l'absència de fragments de restricció en una anàlisi Southern d'ADN genòmic, o mitjançant la PCR.
Diagnòstic i tractament del càncer
L’anatomia patològica molecular permet detectar el càncer per les seves característiques patogèniques degudes a les alteracions genètiques i bioquímiques, en lloc de fer-ho per la morfologia del tumor, tal com ho feia l’anatomia patològica clàssica.
Aquesta tècnica permet detectar i classificar el càncer de manera molt precoç, la qual cosa facilita la seva eradicació. L’ús de la PCR i de tècniques d’anticossos monoclonals resulten molt útils per a aquesta finalitat.
Per altra part se sap que algunes persones presenten una predisposició congènita a desenvolupar càncer, a causa de la mutació de gens concrets dels seus progenitors. La seqüenciació d’aquests i altres gens relacionats amb el càncer permet determinar les alteracions i identificar les persones amb risc molt elevat a desenvolupar càncer.
En un futur proper la biotecnologia permetrà, per mitjà de l’ús de xips d’ADN, determinar exactament les alteracions genètiques i bioquímiques de les cèl·lules que componen un tumor i aplicar teràpies dissenyades especialment per a a cada pacient.
5.3 APLICACIONS TERAPÈUTIQUES
Vacunació y manipulació genètica
La vacunació contra les malalties infeccioses ha sigut un dels grans èxits de la medicina humana i veterinària. L'exemple més significatiu és l'eradicació de la pigota.
Existeixen dues estratègies clàssiques de vacunació:
- Una consisteix en la vacunació de patògens morts o amb parts (Subunitats) d'aqueixos patògens;
- Una altra que utilitza virus o bacteris patògens vius però atenuades (menor poder virulent), que no causen la malaltia.
Les tendències actuals són les d'usar vacunes amb subunitats amb poder inmunógeno i que puguen ser produïdes en gran quantitat per microorganismes o en cultius cel·lulars eucariotes.
La producció de noves vacunes passa per la identificació de l'antigen potencial inmunògen, la localització del gen responsable de la formació d’aquest antigen, el clonat del gen i la seua transferència mitjançant les tècniques ADN recombinant a organismes o a cultius cel·lulars que siguen capaços fabricar-ho en quantitat.
Anticossos monoclonales
Els anticossos són produïts pels limfòcits B, (ja ho estudiarem més endavant). Els anticossos, a més de servir per a la nostra defensa autònoma contra infeccions i substàncies estranyes, són eines molt valuoses en la curació de malalts que no són capaços de produir-los i per a l'estudi de molècules biològiques.
La tècnica dels anticossos monoclonals va permetre preparar quantitats il·limitades d'anticossos homogenis. Està basada en el fet que cada limfòcit B forma solament un únic i Específic anticòs
L'essència d'aquesta tècnica consisteix a immortalitzar les cèl·lules madures responsables de la producció d'anticossos (cèl·lules plasmàtiques, producte madur obtingut per activació de limfòcits B), aconseguint que es multipliquen indefinidament. Aquesta immortalitat s'aconsegueix hibridant les cèl·lules plasmàtiques i cèl·lules tumorals , com les dels mielomes, amb capacitat de multiplicació indefinida. Les cèl·lules filles resultants es denominen hibridomes
Les cèl.lules mare
Una cèl·lula mare és aquella que té les següents característiques: Capacitat de dividir-se originant noves còpies de si mateixa. Capacitat per diferenciar-se en altres tipus i llinatges cel·lulars quan se li proporcionen determinades condicions fisiològiques o experimentals.
- Capacitat per originar teixits i òrgans.
S’anomenen cèl.lules totipotents les que donen lloc a tots els teixits i òrgans. L’exemple més significatiu és el zigot. A mesura que avança el desenvolupament embrionari i fetal, les cèl·lules mare van perdent les propietats inicials i reben successivament els noms de: toti-, pluri-, multi- i, finalment unipotents.
Segons el seu origen i les seves propietats, les cèl·lules mares es classifiquen en:
Cèl·lules mare embrionàries ( ESC, embryonic stem cells ). Procedents especialment de la massa cel·lular interna del blàstòcit.
Cèl·lules mare adultes ( adult stem cells ), que procedeixen de teixits adults. Les seves funcions són la reparació dels teixits danyats i la renovació cel·lular fisiològica.
Altres tipus cel·lulars Són les cèl·lules fetals, les germinals i les cèl·lules mare procedents del cordó umbilical i actualment es treballa en el potencial de les cèl·lules procedents del líquid amniòtic.
Mètodes d’obtenció de cèl.lules mare
Clonatge terapèutic , que es limita a l’obtenció d’embrions, a partir del qual s’obtenen cèl·lules mare embrionàries per tractar malalties. Aquesta tècnica suposa una línia esperançadora per a l’eliminació dels transplantaments i la cura de malalties degeneratives com ara l’Alzheimer i el Parkinson.
Reprogramació cel·lular , és una de les línies actuals més esperançadores per a poder evitar, juntament amb el clonatge cel·lular, els problemes del rebuig en els trasplantaments.
Usos potencials
Les aplicacions potencials, en vistes al futur, són:
- Teràpia cel·lular per a la regeneració i la reparació de teixits danyats.
- Teràpia cel·lular i modificació genètica, en què, a més de reconstruir un teixit danyat, per mitjà d’enginyeria molecular es pot millorar l’expressió d’algun factor que ajudi al pacient.
Teràpia cel·lular
A partir de cèl·lules mare embrionàries es poden generar altres tipus cel·lulars (endotelials, hematopoètiques, musculars, etc) Tenen l’avantatge que creixen més fàcilment, encara que, en models d’animals, poden generar tumors.
Les cèl·lules mare adultes es poden obtenir directament d’un gran nombre de teixits adults. Tanmateix el seu cultiu in vitro és més lent i pot originar degeneració cromosòmica. A més, la seva plasticitat i la seva pluripotència són més restringides.
La teràpia cel·lular s’ha emprat amb animals per curar malalties com ara el càncer, Parkinson, cardiopaties, traumes de medul.la espinal, tot i que encara no s’han aconseguit els resultats desitjats amb assaigs en persones ja que les patologies són més complexes i estan influenciades per factors com l’edat, dieta, hàbits de vida...
