Células madre

Aplicaciones en el ser humano

LAURA CRISTINA MARTINEZ MARTINEZ1887806

Septiembre 7, 2017

Facultad de Ciencias BiológicasUANL

IntroducciónLa mayoría de las células que trabajan en nuestro sistema tienen una función específica, por ejemplo; los glóbulos rojos transportan el oxígeno en el torrente sanguíneo, las células musculares se juntan con otras para producir movimiento. Sin embargo, son incapaces de reproducirse mediante la división celular. Aquí entras las células madre, pues a partir de ellas se da paso a la creación de otras células con funciones fisiológicas específicas.

El interés por la utilización de las células madre ha crecido de forma exponencial en los últimos años a raíz de la identificación, caracterización y aislamiento de las células madre embrionarias humanas y de las expectativas, de alguna forma prematuras, de que las células madre podrían ser capaces de curar innumerables enfermedades. Se ha hablado de tratamientos para cáncer, creación de injertos de piel para ayudar en la cicatrización a causa de quemaduras, tratamientos en pacientes con córneas dañadas (la parte exterior clara del ojo), etc. Aun así, son poco los que han sido aprobados y que se consideran efectivos.

¿Qué son las células madre? Las células madre son aquellas que no tienen propiedades fisiológicas específicas y que suministran a las células especializadas en alguna función que se agotan o dañan.

Las células madre pueden dividirse y producir copias idénticas de sí mismas una y otra vez. Este proceso se conoce como auto-renovación y se mantiene a lo largo de toda la vida del organismo. La auto-renovación es la cualidad que define a las células madre. Las células especializadas, como las de la sangre y los músculos, normalmente no se replican a sí mismas, lo que significa que, si se dañan gravemente por una enfermedad o por una lesión, no pueden auto-sustituirse. También pueden dividirse y producir tipos de células más especializadas. Este proceso se conoce como diferenciación. El número y el tipo de células que las células madre producen varía dependiendo del tipo de tejido y del estado de desarrollo.

A medida que el organismo se desarrolla el potencial de las células madre para producir cualquier tipo de célula del cuerpo se va reduciendo gradualmente.

Las células madre se pueden clasificar según su capacidad de diferenciarse a distintos tipos de tejidos o lo que es lo mismo según su potencialidad.

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Ilustración 1

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Tipos de células madreCélulas madre toti potenciales

Las células totipotenciales pueden transformarse en cualquier clase de célula del organismo al que pertenecen y, por tanto, pueden dar lugar a un nuevo ser completo. Las únicas células totipotenciales son el óvulo fecundado y, aproximadamente, las cuatro primeras células que se generan tras su división.

Células madre pluripotenciales Estas células madre tienen la capacidad de dar lugar a cualquier célula diferenciada del cuerpo, pero no pueden contribuir a la fabricación de membranas extraembrionarias (y, por tanto, no pueden sustituir a un óvulo fecundado). El tipo más conocido de célula pluripotencial es la célula madre embrionaria. Puede aislarse a partir de la masa celular interna del blastocisto (la etapa del desarrollo embrionario durante la que tiene lugar la implantación). En el caso de los humanos, se utilizan los embriones sobrantes producidos durante los procesos de fecundación in vitro.

Células madre multipotenciales Son células madre que sólo pueden diferenciarse en un número limitado de tipos celulares. Se encuentran en el cuerpo de los animales y humanos jóvenes o adultos. Este es el motivo por el que también se las conoce como células madre adultas. Por ejemplo, la médula ósea contiene células madre multipotenciales, que pueden dividirse para formar otras células de la médula ósea o dar lugar a cualquier célula sanguínea, pero no a otros tipos de células.

Células embrionicas y adultas. Ventajas Desventajas

Embrionicas

Flexibles: potencial para formar cualquier célula del cuerpo.

Inmortales: Un linaje puede suministrar una cantidad infinita de células.

Se obtienen fácilmente:

Difíciles de controlar Pueden entrar en conflicto con

el sistema inmune del paciente, es decir, que sean rechazadas.

Crea controversias éticas

Adultas La inducción puede ser un poco más sencilla

Son inmunológicamente resistentes: el rechazo por las células del individuo casi no sucede

Flexibles: Pueden ser usadas para formar otro tipo de tejidos

Disponibilidad variada: algunas son fáciles de cosechar (tomar de muestra)

Están disponibles en cantidades mínimas, por lo que es difícil obtenerlas en grandes cantidades.

Son finitas: no viven mucho tiempo en cultivos de laboratorios

Genéticamente inadecuadas: pueden llevar consigo mutaciones que causan enfermedades o que pueden dañarse durante la investigación.

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Fuentes de obtención de las células madre: uso clínico.

El uso clínico principal de las células madre es como una fuente de células donantes, las cuales son usadas en el reemplazo de células durante las terapias de trasplante, pueden ser obtenidas de varias fuentes.

Embriones 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.

Embriones de propósito especial: estos son embriones creados por medio de fertilización in vitro (artificialmente en el laboratorio) para el propósito específico de obtener células madre.

Embriones clonados: estos son embriones clonados en laboratorios por medio del método de transferencia somática nuclear, con el fin de cosechar sus células madre.

Fetos abortados: los fetos de desarrollo temprano que han sido abortados contienen células madre, las cuales pueden ser cosechadas.

Cordones umbilicales: este tejido post-parto posee potencial para la investigación.

Tejidos u órganos adultos: se pueden obtener células madre de tejidos u órganos provenientes de adultos vivos durante la cirugía.

Cadáveres: el aislamiento y supervivencia de células progenitoras neurales de tejidos post-mortem (hasta 20 horas después de la muerte) ha sido reportado y provee una fuente adicional de células madre humana.

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Beneficios de las células madreExisten órganos y tejidos que son donados para sustituir aquellos que están dañados. Lamentablemente, el numero de de personas que esperan un trasplante es mucho más grande que el numero de órganos que están disponibles. Las listas de espera son inmensas. El uso de las células madre promete ser una fuente viable para reemplazar células y tratar enfermedades, reduciendo la mortalidad para esas personas que esperan un trasplante. Algunas de las áreas que puede beneficiar el uso de las células madre son:

Parkinson Artritis Victimas de quemaduras Enfermedades cardiovasculares

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Tratamientos con células madreCélulas madre de piel y hematopoyéticas: terapias celulares pionerasLos trasplantes de médula ósea pueden reemplazar células sanguíneas dañadas o enfermas por células sanas de por vida gracias a las propiedades de las células madre sanguíneas. Miles de pacientes se benefician de este tipo de tratamiento cada año, aunque algunos de ellos pueden sufrir complicaciones: las células inmunes del donante pueden atacar a los tejidos del paciente (enfermedad del injerto contra huésped o EICH) y también existe el riesgo de infecciones durante el tratamiento, ya que la propia médula ósea del paciente es eliminada con quimioterapia antes del trasplante.

Células madre del cordón umbilicalLas células madre del cordón umbilical pueden ser recogidas de la sangre del cordón umbilical de un niño al nacer. Las células se pueden congelar (“criopreservar”) en bancos de células. Actualmente se utilizan para tratar niños con cánceres de sangre, como leucemia, y otras enfermedades genéticas sanguíneas, como la anemia de Fanconi. El tratamiento en adultos sigue siendo más complicado, aunque algunos han sido tratados con éxito con doble trasplante de cordón. Una de las ventajas del trasplante de células madre de cordón comparado con el de médula ósea es que es menos probable de ser rechazado por el sistema inmune o de producir una enfermedad de injerto contra huésped. No obstante, las células madre de cordón necesitan ser compatibles con las del paciente para tener éxito.

Existen ciertas limitaciones según el tipo de enfermedad a tratar. Por ejemplo las células madre del cordón sólo se pueden usar para generar nuevas células sanguíneas y usarse en terapias para enfermedades sanguíneas. Se ha sugerido que las células madre de cordón pueden contener células madre para producir otro tipo de células especializadas no relacionadas con la sangre, sin embargo, esto no ha sido confirmado.

Células madre mesenquimales (MSCs)Las células madre mesenquimales se encuentran en la médula ósea y son responsables de reparar el tejido óseo y cartilaginoso, pero también generan células grasas.

Ningún tratamiento con células madre mesenquimales ha sido probado. Algunos ensayos clínicos están investigando la seguridad y la eficacia de los tratamientos con MSCs para reparar hueso y cartílago. Otros investigan si las MSCs pueden contribuir a la reparación de vasos sanguíneos dañados en infartos cardíacos o como producto de otras enfermedades como isquemia crítica de miembros inferiores. Pero todavía no está claro si estos tratamientos serán efectivos. Las MSCs no producen vasos sanguíneos por sí mismos, pero podrían favorecer otras células para reparar el daño.

Algunos estudios han proclamado que las MSCs pueden evadir al sistema inmune y por lo tanto MSCs de un donante pueden ser trasplantadas en otro individuo con muy poco o ningún riesgo de rechazo de estas células por su organismo. Sin embargo, nada de esto ha sido comprobado.

Células madre del ojoEstudios clínicos han demostrado que células madre adultas aisladas de un área del ojo conocida como el limbo se pueden usar para reparar la cornea dañada – la capa frontal transparente del

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ojo. Cuando existe una lesión muy severa en la cornea, por ejemplo debido a una quemadura química, las células madre limbares o cornéales pueden ser aisladas del paciente, multiplicarlas en el laboratorio y ser trasplantadas de nuevo en el ojo dañado del paciente y así recuperar la vista. No obstante esta técnica sólo se puede llevar a cabo si el paciente todavía tiene células madre limbares intactas en alguno de los ojos.

EstadísticasPara el 2014, tan solo en España se habían realizado casi 3,000 trasplantes usando diferentes tipos de tratamientos. De los 477 donantes que hubo, 296 fueron de sangre periférica, 101 de cordón umbilical y 79 de médula ósea. (García, 2014)

Sangre periferica Cordon umbilical Médula ósea0

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150

200

250

300

350

Tipos de donadores

Existen estadisticas de la Administración de Recursos y Servicios de Salud de Estados Unidos, en ellos se muestran la cantidad de pacientes que han sido tratados con este tipo de terapia para combatir diferentes enfermedades, en su mayoría diferentes tipos de cáncer. 1

Dilemas sobre el uso de las células madreEl uso de las células madre se encuentra en medio de dos posturas sobre si deben o no ser usadas. Ambas coinciden en que la vida humana debe ser protegida, sin embargo, el punto de separación es cómo se concibe la célula de la que parten las investigaciones. Los blastocitos son de las primeras células que se desarrollan en feto, tiene alrededor de 100 células que se formar a partir del ovulo fecundado, sobrevive poco tiempo si no se implanta en el útero. Aquí es donde radica la

1 https://bloodcell.transplant.hrsa.gov/research/transplant_data/transplant_activity_report/year-specific_disease.pdf

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mayor parte de la ideología que está en contra, pues consideran que esto equivale a destruir al feto.

Otros consideran que un blastocisto no es equivalente a un feto, porque un blastocisto que no se implante en el útero no tendría, en ningún caso, la posibilidad de prosperar.

Cada año, las clínicas de fertilidad crean blastocistos en exceso, que finalmente son destruidos. Quienes están a favor de la investigación con CME opinan, en general, que usar las células de estos excedentes de blastocistos para la investigación y el desarrollo de tratamientos médicos que salven vidas humanas o mejoren su calidad es claramente preferible a desechar los blastocistos.

Aunque se puede usar a personas adultas para extraer las células madre, están no prosperan tanto como las embrionarias.

Opinión pública acerca de la investigación con células madre (Statistic Brain,2017)

¿Estás a favor o en contra de expandir los fondos de investigación con respecto al uso de células madre embrionarias?

¿Estarías a favor de una ley que prohíba el uso de células madre embrionarias para la clonación de seres humanos pero que permitiese su uso para la investigación de enfermedades como diabetes, parálisis, Parkinson, etc.?

Clonación reproductiva es el uso de la tecnología para crear un niño. ¿Crees que la investigación acerca de la clonación reproductiva debería permitirse continuar?

ConclusiónLa investigación con células madre promete mucho en el futuro, se han logrado numerosos avances desde su descubrimiento, sin embargo, aún estamos lejos de resolver los problemas que

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73%

27%A favorEn contra

39%

34%

12%

15% Muy a favorAlgo a favorAlgo en contraTotalmente en contra

30%

70%

SINO

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nos acechan. Los científicos han aprendido a hacer crecer a estas células dentro de un laboratorio, observando su comportamiento y las posibles soluciones que podrían traer a la sociedad. No obstante, a como se descubren cosas nuevas, también surgen preguntas que no tienen respuestas. Todo lo que es usado en un laboratorio podría fallar a pesar de tener resultados satisfactorios en los experimentos, pues el ser humano es impredecible, al igual que las células de su cuerpo.

El Reino Unido, España, Francia, Suecia y Estados Unidos son los países que dominan las investigaciones con células madre. Probablemente estos países los que nos brinden más información sobre las capacidades de estas células, con gran potencial para curar muchas enfermedades.

Debemos recordar que como muchas actividades científicas, esta es una que tiene muchas posturas, no todos se encuentran a favor. No debemos olvidar que lo más importante es procurar el bienestar de los seres humanos.

BibliografíaBarfoot, J. (2008). EuroSteam Cell. Obtenido de http://www.eurostemcell.org/es/tipos-de-celulas-

madre-y-sus-aplicaciones

Beyer, M. (2016). ¿Cómo ves? Obtenido de UNAM: http://www.comoves.unam.mx/numeros/articulo/207/celulas-madre-el-futuro-que-llego

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Desconocido. (s.f.). GeoSalud. Obtenido de http://www.geosalud.com/celulas_madre/usos_potenciales.html

García, A. (28 de Septiembre de 2014). Heraldo. Obtenido de http://www.heraldo.es/noticias/suplementos/salud/2014/09/28/espana_record_trasplantes_celulas_madre_sanguineas_312724_1381024.html

Health Resources & Services Administration. (2017). Health Resources & Services Administration. Obtenido de https://bloodcell.transplant.hrsa.gov/transplant/understanding_tx/index.html

Pecorino, L. (2001). Action BioSciences. Obtenido de American Institute of Biological Sciences: http://www.actionbioscience.org/esp/biotecnologia/pecorino2.html

Prósper, F., Gavira, J., Herreros, J., & Rábag, G. (2006). Sistema Sanitario de Navarra. Obtenido de http://scielo.isciii.es/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1137-66272006000400018

Statistic Brain. (3 de Junio de 2017). Statisticbrain. Obtenido de http://www.statisticbrain.com/stem-cell-research-public-opinion-statistics/

Ilustración 1........................................................................................................................................1Ilustración 2........................................................................................................................................3Ilustración 3........................................................................................................................................4

Tabla de contenidoIntroducción..................................................................................................................................1

¿Qué son las células madre?...........................................................................................................1

Fuentes de obtención de las células madre: uso clínico......................................................................3

Beneficios de las células madre..........................................................................................................4

Tratamientos con células madre........................................................................................................5

Estadísticas.........................................................................................................................................6

Dilemas sobre el uso de las células madre.........................................................................................6

Opinión pública acerca de la investigación con células madre (Statistic Brain, 2017)........................7

Conclusión..........................................................................................................................................8

Bibliografía.........................................................................................................................................9

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