ARTÍCULOS CIENTÍFICOS
REVISTA CIENTÍFICA
Células madre embrionarias: Células extraídas de la masa celular interna del embrión en estado de blastocisto, y que tienen la capacidad de formar cada una de las tres capas germinales del embrión, es decir, pueden diferenciarse hasta constituir cualquier tipo celular constitutivo de un organismo (osteoblasto, hepatocito, neurona, etc.). Compromiso: Adopción de un programa que lleva a la diferenciación celular. En el caso de una célula madre, esto significa que la célula va a dejar de autorenovarse, y en cambio va a originar células más diferenciadas. Potencia: Rango de opciones de compromiso disponibles para una célula: Totipotente.- Célula capaz de formar un organismo entero, así como la placenta y tejidos anexos necesarios para el desarrollo del feto. La totipotencia se da en el huevo o cigoto en animales y en las células meristemáticas de las plantas. Pluripotente.- Capaz de formar todas las líneas celulares del cuerpo, incluyendo las células germinales, y algunas o incluso todos los tipos de células extraembrionarias. Estas células no son capaces de formar la placenta a diferencia de las células pluripotentes. Ejemplo: células madre embrionarias. Multipotente.- Capaz de formar diversas líneas celulares constitutivas de un único tejido o tejidos. Ejemplo: células madre hematopoyéticas. Oligopotente.- Capaz de dar orígen a un número más restringido de líneas celulares constitutivas de un tejido que las células multipotentes. Ejemplo: célula madre neural que puede crear una subserie de neuronas en el cerebro. Unipotente.- Forma una única línea celular. Ejemplo: células madre espermatogónicas.
Shamblott (5) que se catalizó el creciente interés en las potenciales aplicaciones terapéuticas de la investigación de las células madre. Las células madre pueden clasificarse de modo general en células madre embrionarias (ES cells) y células madre derivadas de órganos o no embrionarias. Las células madre embrionarias (ES cells) pueden, por procedimientos in vitro, diferenciarse a líneas celulares especializadas pertenecientes a las tres capas germinales embrionarias – ectodermo, mesodermo y endodermo– en presencia de factores inductores físicos y biológicos, y es esta cualidad (pluripotencia) la que puede generar las posibles aplicaciones terapéuticas.
LA CIENCIA DE LA PLURIPOTENCIA Las células madre pluripotentes fueron reconocidas como un tipo distinto de célula en los teratocarcinomas. Estos son raros tumores gonadales que presentan una amplia gama de tejidos derivados de las tres capas germinales primarias que constituyen un embrión. Las células diferenciadas del tumor se forman a partir células de carcinoma embrionario (EC cells), las que a su vez se derivan de las células germinales primordiales (PGCs), que son los precursores embrionarios de los gametos. En contraste, las células madre embrionarias (ES cells) se derivan de la pluripotente masa celular interna del embrión en fase de blastocisto y su preimplantación. Y finalmente, las células EG (germinales embrionarias), que se derivan de PGCs cultivadas (6).
Reprogramación: Es el incremento en la potencia. Esto quiere decir que una célula ya diferenciada y funcional (por ejemplo un linfocito), mediante la reprogramación, se va a transformar en una célula menos diferenciada (por ejemplo en una célula madre hematopoyética) y con potencial de desarrollar otra línea celular (la célula madre hematopoyética de nuestro ejemplo podría diferenciarse en linfocito, neutrófilo o eosinófilo). Es inducida experimentalmente en células de mamíferos mediante manipulación genética, cultivo in vitro, transferencia nuclear o fusión celular. División asimétrica: Generación de diferentes líneas celulares a partir de una única mitosis o división celular. Por ejemplo, en una división asimétrica de una célula madre, una célula hija será una réplica exacta de la madre y la otra será una célula más diferenciada que dará origen a toda una línea celular constitutiva de algún tejido. Factores de transcripción: Proteínas que controlan qué gen debe ser activado o inactivado. Los factores de transcripción se unen a regiones regulatorias del genoma y ayudan a controlar la expresión génica. Factores de crecimiento: Compuestos químicos o biológicos que promueven la diferenciación y crecimiento a partir de las células madre y dan origen a otros tipos de células. INTRODUCCIÓN Para entender el origen de las células madre, debemos describir brevemente el desarrollo del embrión humano. Creado por fertilización in vitro o por el acto sexual, el embrión atraviesa una serie de etapas predecibles de desarrollo. Luego de la fertilización, el óvulo fertilizado es denominado zigoto. El zigoto se divide rápidamente y luego de 3 a 5 días de la fertilización se forma en primer lugar una esfera compacta de alrededor de 12 células, llamada mórula. Luego de 5 a 7 días de la fertilización, las células en división van a originar un embrión consistente en un pequeño cúmulo hueco de aproximadamente 100 células denominado “blastocisto”. El área de interés para los investigadores consiste en la pequeña masa de aproximadamente 30 células que se encuentra en la cara interna del blastocisto, denominada masa celular interna. Estas células son la fuente de las células madre embrionarias (ES cells) (1). Hace más de 25 años, se obtuvieron por primera vez células madre embrionarias de ratón por dos grupos de investigación independientes (2) (3). Sin embargo, no fue hasta los subsecuentes trabajos de Thomson (4) y
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Fig. 1.- Origen de las células madre pluripotentes humanas. En el esquema observamos las fuentes naturales de las células madre pluripotentes: a) células madre embrionarias, originarias del blastocisto, b) células germinales embrionarias, originarias del feto, y células de carcinoma embrional, originarias de los teratocarcinomas. (Tomado de Nature, Vol. 414, pág. 93, 2001. Traducido por David Amiel).
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