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Células Madres

Trabajo de Investigación Bibliográfica Colegio Montessori IV°A Célula, Genoma y Organismo Javiera Herrera Toro

Índice

• Introducción.................................................................................................................................
• 1. Células madre...........................................................................................................................
  • Tipos de clasificaciones de las Células Madres.........................................................................
    • Clasificación según su potencial de diferenciación...............................................................
    • Clasificación según su lugar de origen..................................................................................
  • Diferencias de células madres adultas y embrionarias.............................................................
  • CMMO......................................................................................................................................
• 2. Aplicaciones de las Células Madres..........................................................................................
  • Aplicaciones en enfermedad Cardiovascular............................................................................
  • Aplicaciones en Diabetes tipo I.................................................................................................
  • Aplicaciones en daño neurológico............................................................................................
  • Aplicaciones en patologías Ortopédicas...................................................................................
  • Aplicaciones en Córnea............................................................................................................
• 3. Problemas bioéticos del uso de células madres.......................................................................
• 4. Chile y células madres............................................................................................................
• Conclusión..................................................................................................................................
• Referencias.................................................................................................................................

implementación en el campo de la medicina ofrece alternativas para el tratamiento de un sinnúmero de enfermedades, además de que en un futuro podrían llegar a ser la fuente para la solución de todas las enfermedades existentes, desde diabetes, infarto de miocardio^2 , leucemias, Alzheimer, enfermedad del Parkinson y corea de Huntington^3 , trasplantes, e incluso reconstrucción de órganos, y tejidos. Por lo tanto, el siguiente trabajo bibliográfico busca mostrar el panorama de la investigación y la aplicación medica de células madre, destacando algunas de las enfermedades cuyo tratamiento con células madre podría ofrecer nuevos campos de investigación para médicos y científicos y nuevas esperanzas de vida para los pacientes.

1.Células madre

Alexis Carrel fue un cirujano innovador y premio Nobel, que realizó experimentos con trasplante y poyesis de la médula ósea (MO), realizaron una serie de experimentos que involucraron la inyección de células de MO en ratones irradiados, observando que pequeños nódulos habían crecido en los bazos de los ratones, en proporción al número de células de MO inyectadas.^4 Posteriormente, en 1961, describieron cómo estas células daban origen a colonias hematopoyéticas multilíneas en hígado, dando las bases para su teoría de células madre (CM). Las células madre son aquellas que se caracterizan por su capacidad de diferenciación (plasticidad) en distintos tipos celulares en condiciones específicas y señales apropiadas, y capacidad de división (auto-renovación) durante un periodo indefinido de tiempo.

Tipos de clasificaciones de las Células Madres

Clasificación según su potencial de diferenciación  Las células madre totipotentes son aquellas que pueden dar lugar a todos los tipos celulares. Únicamente el cigoto y las descendientes de las dos primeras divisiones son células totipotenciales ya que tienen la capacidad de formar tanto el embrión como el trofoblasto de la placenta.  Las células madre multipotentes son células capaces de producir un rango limitado de linajes celulares diferenciados de acuerdo a su localización.  Las células madre oligopotentes tienen una capacidad de diferenciación mucho más reducida que las células madre multipotentes como progenitores linfoides, mieloides, megacariocíticos y eritroides.  Las células madre unipotentes solo dan lugar a un tipo de células.  Las células madre pluripotentes son las células de la masa celular interna del blastocisto y pueden diferenciarse en las tres líneas germinales (endodermo, mesodermo y ectodermo), pero pierden la capacidad de formar la placenta. Tienen ciertas características como por ejemplo:  División celular simétrica y asimétrica: Las CM son definidas por su capacidad de producir una CM y una célula diferenciada mediante una división celular asimétrica. El número de CM se mantendrá constante si

únicamente se lleva a cabo la división simétrica, siempre y cuando en cada ciclo una CM pueda dar lugar a dos CM hijas.  Autorrenovación: Las CM tienen sus telómeros mucho más largos que cualquier otro tejido embrionario.  Pluripotencialidad: Se refiere a la capacidad que tienen las blastómeras y las células de la masa celular interna del blastocisto para generar diversos tejidos embrionarios, líneas germinales, o como ya se ha citado antes, la capacidad que tiene una célula madre para diferenciarse en otro tipo de célula.  Estrategias citoprotectoras: Muchas células han adquirido la habilidad de resistir agentes citotóxicos mediante un sistema de detoxificación basado en enzimas o por su habilidad de exportar rápidamente xenobióticos nocivos.  Inmunogenicidad: Se ha demostrado que la respuesta inmune de las CME es baja en comparación con las CMA alogénicas, debido a la baja expresión del complejo principal de histocompatibilidad I (MHC I) y la falta de expresión de MHC II. Además de su potencialidad, las células madre pueden clasificarse dependiendo de su lugar de origen o procedencia. En la actualidad existen diferentes tipos de clasificación en cuanto a este parámetro, dependiendo del autor a estudiar. Generalmente, se dividen en 2 categorías: CME y CMA; sin embargo, algunos autores asignan a las células madre germinales como una tercera categoría, no obstante, estas son consideradas por una mayor parte de la comunidad científica como un tipo de CME. Recientemente se ha logrado identificar un nuevo tipo, las células madre pluripotenciales inducidas (iPS).^5 Clasificación según su lugar de origen  Células madres embrionarias: Se encuentran en las primeras fases del desarrollo embrionario y son capaces de producir cualquier clase de célula del cuerpo; en otras palabras, son células pluripotenciales, ya que tienen la habilidad de transformarse en cualquier tipo funcional de los 3 linajes embrionarios^6.  Del endodermo, se forma páncreas, hígado, tiroides, pulmón, vejiga, y uretra.^7  Del mesodermo se desarrolla médula ósea, esqueleto, músculo estriado, miocardio, vasos sanguíneos y los túbulos renales.  Del ectodermo provienen piel, neuronas, glándula pituitaria, ojos y oídos^8 Otra clasificación que puede tomar las células madres embrionarias es:  Células madre embriónicas : derivan de la masa celular interna del embrión en el estadio de blastocito (7-14 días) y son totipotentes y pluripotentes. A partir de ellas, y tras muchas divisiones celulares, surgirán con las que forman parte del tejido especializado; sin embargo,

CMMO

Las CM procedentes de médula ósea (CMMO) se han investigado por su potencialidad para contribuir a la reparación del tejido hepático^14. La disminución de la capacidad replicativa de los hepatocitos con el aumento de la función de células ovales para restablecer el parénquima hepático dañado ha sido punto de estudio. Las células ovales tienen gran protagonismo en estudios de reparación de daño hepático debido a su capacidad de formar hepatocitos y poder expresar tanto marcadores de los hepatocitos como marcadores de antígenos de células madres hematopoyéticas^15. Las CMMO son un grupo heterogéneo de células y se pueden dividir en dos grupos bien definidas:  CM hematopoyética precursora de las células de la sangre.  CM mesenquimatosas, las cuales se aislan y diferencian “in vitro” hacia osteoblastos, condrocitos, adipocitos y fibroblastos.

2.Aplicaciones de las Células Madres

La primera es la de vehículo terapéutico de genes, en el caso de enfermedades monogénicas o incluso como vehículo de terapias antitumorales o antiangiogénicas^16. La segunda y principal aplicación es la que se les ha dado aprovechando su potencial de diferenciación en el uso de la regeneración de tejidos destruidos o dañados, como terapia de reemplazo celular o medicina regenerativa. En esta área se están desarrollando trabajos de investigación donde se busca reemplazar células dañadas por células funcionales que restituyan la función normal de los tejidos u órganos en enfermedades debilitantes, tales como: diabetes mellitus, enfermedades cardiovasculares, enfermedad de Parkinson y enfermedades de células sanguíneas^17.

Aplicaciones en enfermedad Cardiovascular

La cardiomioplastía celular es una innovadora terapia cuyo objetivo es inducir la angiogénesis y el crecimiento de las fibras musculares para la remodelación postisquémica^18. Las CM de las miofibrillas participan en la regeneración del músculo esquelético al ser activadas cuando se ha presentado daño tisular pero ésta población decrece al aumentar la edad^19.

Se ha demostrado en modelos animales la migración selectiva de CM de SCU en tejido dañado, aumento de la densidad de los capilares en el sitio de la lesión, aumento de la miogénesis, reducción del tamaño y la fibrosis de las cicatrices, mejoramiento del grosor de la pared del ventrículo, recuperación de la elasticidad regional y por ende, la recuperación de la viabilidad del miocardio^18.

Aplicaciones en Diabetes tipo I

Al trasplantar quirúrgicamente CM de sangre de cordón en pacientes que presentan ésta patología, se observó secreción de insulina de larga duración, disminución de glicemia, y por ende, reducción de complicaciones tales como cardiomiopatía, enfermedad coronaria, enfermedades vasculares periféricas y complicaciones neurológicas. Sin embargo, los mecanismos de acción aún no son conocidos^20.

Aplicaciones en daño neurológico

En modelos animales se ha observado el mejoramiento tanto en daño neurológico traumático como de origen neonatal. Los efectos beneficiosos fueron observados aún si las CM no se colocaran directamente en el órgano dañado, esto, debido al papel que desempeñan los factores de reparación y crecimiento en el área lesionada. Las CM de SCU tienen la habilidad de diferenciarse en múltiples tipos de células nerviosas y extenderse específicamente a áreas dañadas, tanto en cerebro como en medula espinal donde participan en la regeneración axonal, en la recuperación de la función motora así como en el mejoramiento de la percepción sensorial. La reducción del área infartada, de las hemorragias por oclusión o embolismo, además de efectos beneficiosos luego de 48 horas del evento trombótico, han sido documentadas.^20

Aplicaciones en patologías Ortopédicas

Las CM de SCU presenta células madre mesenquimatosas por lo que al ser sometidas a inducción pueden desarrollar “in vitro” hueso y cartílago. Se ha demostrado reparación de fractura de fémur en modelos murinos^20.

Aplicaciones en Córnea

Debido a la rápida renovación y crecimiento que presenta el epitelio corneal y a la capacidad de las CM de SCU de expresar éste epitelio específico se ha tratado modelos con patología unilateral mediante injerto, resultando en reconstrucción de la córnea, siendo el porcentaje de sobreviva del injerto de 2 años, sin embargo, podría haber pérdida de la visión, por lo que no se recomienda en patologías bilaterales^20.

 La aparición de tumores.

4.Chile y células madres

“Actualmente no existe regulación específica en Chile para el uso de células madre. Es por ello, que nuestros protocolos de procesamiento celular se basan en altos estándares internacionales, validados en el marco de un laboratorio GMP, asegurando la calidad de la muestra al procesar. Somos un centro responsable, que por sobre todo resguarda la calidad de la muestra que le entregamos a cada paciente. Frente a lo anterior, a cada uno de nuestros pacientes les entregamos la totalidad de análisis realizados a su muestra, incluyendo diferentes pruebas fenotípicas (para que se asegure de la pureza), serológicas y microbiológicas (para que se asegure de la bioseguridad del producto). La rigurosidad profesional es fundamental.” Citomed Otros bancos de células madres acá en Chile, como lo es VidaCel, cuentan con acreditaciones nacionales e internacionales como lo son: SEREMI de Salud, Food and Drug Administration, AABB, WMDA, BWDW, National Marrow Donor Program, Alliance for Regenerative Medicine, Cord Blood Association, Parent’s Guide to Cord Blood Foundation.

Conclusión

La posibilidad de expansión y diferenciación de dichas células, permite obtener un número suficiente de estas, lo cual ayuda al desarrollo de la terapia celular. El avance de la medicina regenerativa ha hecho que en las últimas décadas la terapia celular se convierta en una opción terapéutica a considerar. Actualmente, el trasplante de precursores hematopoyéticos ha demostrado una gran eficacia, realizándose de manera habitual en la práctica clínica. Sin embargo, el empleo de la terapia celular en otras patologías no se ha instaurado puesto que es necesaria la realización de ensayos clínicos que permitan conocer con exactitud la total seguridad y eficacia de ésta en humanos.

Referencias

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11. G.A. Pimentel-Parra, B. Murcia-Ordoñez, L.C. Chaves-Moreno. Morfofisiología de células madre y diagnóstico sanguíneo del cordón umbilical en bovinos durante la gestación, 26, Revista Científica FCV-LUZ, Florencia-Caquetá, Colombia (2016), pp. 129-
12. S.M. Díaz, L.M. AntonThe role of microRNAs in cancer: Development and therapeutic potential. Editorial Médica Panamericana, Madrid, España (2010)
13. G. Sara-BayatAplicaciones farmacológicas de las células madre [Tesis de grado] Universidad Complutense, Madrid, España (2015)
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