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¿Qué son las células madre?

Las células madre son aquellas capaces de dividirse indefinidamente y de diferenciarse en respuesta a señales específicas, dando lugar a diversos tipos de células especializadas funcionales. Generalmente las células madre dan lugar a uno o varios tipos celulares intermedios antes de alcanzar el estado totalmente diferenciado propio del tejido adulto. Estos estadios intermedios de diferenciación se conocen como células precursoras. Una característica fundamental que comparten todas las células madre es que son capaces de generar copias idénticas de sí mismas durante largos periodos de tiempo; es decir, presentan una capacidad de autorrenovación a largo plazo.

Clasificación de las células madre

Las células madre se han clasificado según dos criterios muy importantes: el tejido de procedencia del cual son aisladas y su potencial de diferenciación; es decir, su capacidad para producir distintos tipos de tejidos y células.

Respecto al tejido del cual son aisladas

Respecto al tejido del cual son aisladas, podemos distinguir las células madre embrionarias, que forman la masa celular interna de embriones en estadio de blastocito. El embrión tiene un aspecto de una pequeña esfera llamada mórula y que contiene de 12 a 16 blastómeros. A los 5 días, tras la fertilización, comienza a introducirse líquido formando una cavidad: el blastocele. En esta etapa, el cigoto se llama blastocito y tiene en unos de sus polos una agrupación celular, que se llama masa celular interna. Estas células dan origen a diferentes tipos celulares como: sistemas, tejidos, órganos. Su utilizo puede ser útil para poder encontrar curas sobre el diabetes y Parkinson, donde existen tejidos muy comprometidos. Además pueden ser utilizadas en enfermedades producidas durante el desarrollo embrionario y contribuir así a identificar sus bases genéticas (Weissman, 2000).

Las células madre somáticas o de adulto, derivadas de distintos tejidos del organismo adulto o posnatal; las células madre germinales, aisladas de fetos a partir de la cresta germinal, es decir de la región que dará origen a las gónadas, a través el proceso de la gametogénesis.

Respecto al potencial de diferenciación

En cuanto al potencial de diferenciación, podemos distinguir las células madre totipotentes, pluripotentes o multipotentes.

Las células totipotentes son aquellas capaces de dar lugar a todos los tipos celulares del organismo adulto (derivados del tejido embrionario), así como todos los tipos celulares derivados del tejido extraembrionario (placenta). Las células pluripotentes pueden dar lugar a células propias de las tres capas embrionarias (ectodermo, mesodermo, endodermo), pero no son capaces de formar tejido placentario. Por último, las células multipotentes que son aquellas capaces de producir tipos celulares propios de la misma capa embrionaria de la que proceden. (Véase fig.1).

celulas-madre

Células madre que proceden de la médula ósea

Las células madre adultas más estudiadas a día de hoy son aquellas que derivan de la medula ósea: aquí se han identificado por lo menos tres grupos:

  1. Células madre estromales
  2. Células madre hematopoyéticas
  3. Por ultimo un grupo que los científicos llaman side population y del cual se conoce muy poco.

Las células madre estromales con capaces de diferenciarse a tejidos mesodérmicos funcionales y constituyen un modelo muy útil en aplicaciones clínicas para algunas enfermedades tanto en terapia regenerativa como génica (Jiang et al. 2002).

Otras células identificadas en el medula ósea, son las hematopoyéticas. Esta son responsables de la renovación de las células sanguíneas (Weissman IL. 2000).

Las células madre hematopoyéticas aparecen en el embrión entre la tercera y cuarta semana de gestación, estas células migran desde el saco vitelino hasta el hígado y el bazo y por último llegan a la médula ósea a través de la circulación fetal durante el segundo y tercer trimestre de gestación (Gasparoni et al., 2000; Fliedner et al., 1998).

Estas células son la base biológica de los trasplantes de médula ósea para pacientes que padecen de patologías como leucemias. Sin embargo la obtención de receptores compatibles es bastante escasa. Una alternativa muy interesante para obtener células madre hematopoyéticas es utilizar la sangre del cordón umbilical. Hay algunas ventajas en esto como por ejemplo: fácil obtención de la muestra, viable aprobación de los voluntarios, ausencia de riesgo para los donantes, menos riesgo de enfermedad aguda del injerto contra el huésped (Barker et al. 2002).

El futuro de las células madre

Los recientes avances en el ámbito de la biología de las células madre han permitido identificar algunas de las cascadas de señalización que operan en los procesos de autorrenovación y diferenciación de estas células. Cada vez, existen indicios de que similares mecanismos ocurren en los procesos de regeneración de los tejidos después de una lesión.

Por todo esto, la terapia celular es sujeto de un interés creciente en los últimos años como un posible tratamiento de muchas enfermedades cuyas expectativas de curación actuales son escasas o nulas. Sin embargo, aún queda un largo camino por delante para poder definir y concretar los aspectos tecnológicos de sus aplicaciones y su eficacia clínica. Este es el motivo por el cual hay que seguir investigando en la identificación de marcadores específicos de las células madre.

Uno de los aspectos más importante es decidir si la realización de ensayos clínicos más amplios está justificada o no a la luz de los conocimientos actuales. Es de vital importancia encontrar un equilibrio que nos permita seguir avanzando con firmeza y de forma paralela en los aspectos básicos y fundamentales, a la vez que en los aspectos clínicos y bioéticos de la terapia celular.

Un avance realmente importante será posible solo mediante el esfuerzo conjunto de profesionales de las varias áreas implicadas: biología, medicina, bioética y derecho.

Bibliografía:
  • Barker, J., T., Krepski, T., Defor, S., Davies, J., Wagner, D., Weisdorf. (2002). Searching for Unrelated Donor Hematopoietic Stem Cells: Availability and Speed of Umbilical Cord Blood versus Bone Marrow. Biology of Blood and Marrow Transplantation. 8: 257-260.
  • Dawson, E, G., Mapili, K., Erickson, S., Taqvi, K., Roy. (2008). Biomaterials for stem cell differentiation. Advanced drug delivery reviews 60: 215-218.
  • Gasparoni, A., L., Ciardelli, M. A., Avanzizni, M., Bonfichi, M., Di Mario, G., Piazzi,  L., Martinitti, L., Vanelli, G., Rondini, G., Chirico. (2000). Immunophenotypic changes of fetal cord blood hematopoietic progenitor cells during gestation. Pediatric Research. 47: 825-829.
  • Gordon, MY. (2008). Stem cells for regenerative medicine-biological attributes and clinical application. Exp. Hematol 36: 726-732.
  • Fliedner, TM. The Role of Blood Stem Cells in Hematopoietic Cell Renewal. (1998). Stem Cells. 16: 361-374.
  • Jiang, Y., B. N, Jahagirdar, R.L, Reinhardt, R.E, Schwartz, C.D, Keene, X.R, Ortiz-Gonzales, M. Reyes, T., Lenvik, T., Lund, M., Blackstad et al. (2002). Pluripotency of mensenchymal stem cells derived from adult marrow. Nature 418: 41-49.
  • Prosper, F., C.M., Verfaille. (2003). An. Sist, Sanit. Navar., vol. 26, N.3.
  • Weissman, IL. Translating Stem and Progenitor Cell Biology to the Clinic: Barriers and Opportunities. (2000). Science. 287: 1442-1446.

About Aldo Brunetti

Graduado en Ciencias Ecológicas y de la Biodiversidad por la Universidad de Pisa (Italia). Trabajo de investigación sobre Fundamentos de biologia marina: Corales del Mediterráneo. Ha impartido conferencias de biologia marina en los colegios de la comunidad de Madrid, a través del centro de buceo y de biología marina, Zoea. Máster en Biodiversidad, Universidad Autonoma de Madrid. Actualmente está colaborando en un proyecto de investigación sobre la taxonomía y filogenia de una familia de nudibranquios, Proctonotidae. Además se dedica a la divulgación científica de la biologia marina. Aficiones, lectura sobre la biodiversidad marina, música, viajes, cinema.