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Células madre: entender cómo se utilizan

¿Qué son las células madre?

Las células madre son células que tienen la capacidad de autorrenovación, es decir, de dar lugar a otras células madre como ella, y que también tienen el potencial de convertirse en otras células especializadas de nuestro cuerpo cuando reciben estímulos apropiados.

Para entender mejor el concepto, es necesario tener en cuenta que el cuerpo humano está compuesto por un billón de células y algunas de ellas tienen funciones específicas. Un ejemplo son las neuronas, células del sistema nervioso, que tienen un rendimiento diferente al de las células que componen los músculos. Decimos que estas células con funciones específicas son células diferenciadas

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Sin embargo, existen las llamadas células madre que todavía no tienen una especificación definida en el cuerpo y que pueden transformarse en otros tipos de células. Este potencial ha sido utilizado para crear diferentes tipos de tratamientos.

Tipos de células madre

No todas las células madre pueden convertirse en cualquier tipo de célula diferenciada. Por lo tanto, se clasifican de acuerdo con este potencial. Hay tres tipos:

  • Totipotentes: son las células originales del embrión, que tienen el potencial de convertirse en células del cuerpo y de formar tejidos extraembrionarios (como la placenta, por ejemplo). Son las células que dan origen al embrión al comienzo del embarazo
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  • Pluripotentes: son células capaces de convertirse en cualquier tejido del cuerpo, pero que no forman estructuras extraembrionarias. Se encuentran sólo en el embrión en las primeras etapas de formación
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  • Multipotentes: son células madre adultas, que pierden su potencial para convertirse en cualquier tipo de célula, pero aún así pueden diferenciarse en una amplia gama de células diferenciadas. Se encuentran en muchos tejidos del cuerpo.

Muchos tipos de células madre multipotentes permanecen en el cuerpo humano cuando ya están desarrolladas (es decir, desde el nacimiento, aunque se les llama adultos), mientras que las células madre totipotentes y pluripotentes se encuentran sólo en el embrión. Entre los multipotentes hay dos tipos más conocidos:

  • Mesenquimales: células madre capaces de diferenciarse en células de tejido sólido, como músculos, huesos, cartílago y grasa. Sin embargo, dependiendo de la ubicación de su origen, difieren en distintos tipos de células
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  • Hematopoyéticas: Células madre presentes en la sangre y en la médula ósea, que sólo pueden diferenciarse en células sanguíneas (glóbulos rojos, glóbulos blancos, etc….).

Además, los científicos de hoy en día pueden transformar células ya diferenciadas en células pluripotentes, que tienen el potencial de transformarse en cualquier tipo de célula (excepto tejidos extraembrionarios) – se las llama células madre pluripotentes inducidas. Este proceso se llama reprogramación celular.

Usos de las células madre

Las células madre se utilizan actualmente en terapias celulares y también para crear modelos de investigación, comprender enfermedades y desarrollar medicamentos. Los siguientes son algunos de los usos aprobados y en desarrollo de las células madre.

Usos aprobados de células madre

Trasplante de células madre hematopoyéticas: También conocido como trasplante de médula ósea, es el uso más antiguo de células madre. Cuando se realiza el trasplante, la idea es precisamente reemplazar estas células madre, para que las nuevas células producidas por la médula ósea sean saludables. Este tratamiento se utiliza para enfermedades como leucemia aguda, leucemia mieloide crónica, leucemia mielomonocítica crónica, linfomas, anemia grave, anemia congénita, hemoglobinopatía, inmunodeficiencia congénita, mieloma múltiple, síndrome mielodisplásico hipocelular, inmunodeficiencia combinada grave, osteopetrosis, mielofibrosis primaria en evolución, síndrome mielodisplásico evolutivo cambiante, talasemia mayor, entre otras.

Liposucción sin reabsorción: En algunos países, los procedimientos de liposucción plástica (en los que se injerta grasa corporal en otras regiones) tienen la grasa enriquecida con células madre. Esto previene la reabsorción de este tejido graso, un proceso que ocurre debido a la comprensión del cuerpo de que esa grasa está “fuera de lugar” y necesita ser reasignada. Las células madre reducen las posibilidades de reabsorción hasta en un 90%.

Búsquedas con células madre

Medicamentos que utilizan células madre: Ya existen algunos medicamentos que utilizan células madre en terapias celulares. El primero en ser aprobado para su comercialización en el mundo fue Prochymal® (remestemcel-L), ya aprobado en Canadá, Corea del Sur, Nueva Zelanda y Japón y en evaluación en Estados Unidos. Tiene el potencial de ser utilizado en el tratamiento de algunas enfermedades, como la enfermedad de Crohn, el infarto agudo de miocardio, la EPOC y la diabetes, entre otras, con estudios aún en sus primeras etapas.

Reconstrucción ósea en labio leporino y paladar hendido: Científicos del Hospital Sirio-Libanés (São Paulo), en asociación con el Hospital Municipal Infantil Menino Jesús, han estado llevando a cabo investigaciones en las que utilizan células madre de dientes de leche para la reconstrucción ósea en niños con labio leporino y paladar hendido (popularmente conocido como labio leporino). Cuando la hendidura compromete el hueso de la región alveolar y/o palatina (paladar), suele ser necesario realizar un injerto con el hueso de la cadera, lo que provoca dolor postoperatorio. Sin embargo, la investigación utiliza células madre para estimular la renovación del hueso en el sitio. Además, estimulan estas células con aplicaciones láser, lo que hace que el proceso sea aún más rápido.

Comprensión de los trastornos del espectro autista: La investigación brasileña también estudia los trastornos del espectro autista con la ayuda de células madre. En este caso, la intención no es utilizarlos para el tratamiento en sí, sino para ayudar a los especialistas a comprender mejor cómo funcionan las neuronas autistas. Para ello, reprograman células de la pulpa dental o células sanguíneas de personas con autismo, convirtiéndolas de nuevo en células pluripotentes (células pluripotentes inducidas). Estas células son inducidas a convertirse en neuronas. Con esto, es posible reproducirse exactamente como son las neuronas de los niños con y sin autismo. El siguiente paso es usar estos modelos para probar nuevos medicamentos.

Tratamiento de la diabetes tipo 1: Investigadores norteamericanos están probando cómo usar células madre para ayudar al páncreas a recuperar su función de producir insulina, una capacidad que pierden las personas con diabetes tipo 1. Para ello, están inyectando células madre en cápsulas que se colocan en el páncreas y realizan las funciones de las células beta de ese órgano sin ser atacadas por el sistema inmunológico. Las pruebas ya se han realizado con éxito en ratones y ahora se están probando en humanos.

Tratamiento de la degeneración macular: Estudios recientes realizados en los Estados Unidos han tratado a pacientes que habían perdido la visión con degeneración macular o enfermedad de Stargardt. En ella, los científicos diferenciaron las células madre en células del epitelio pigmentario de la retina y las aplicaron a los pacientes, que presentaron mejoras significativas, incluso en casos más avanzados. Actualmente, este tratamiento ha demostrado ser seguro y se está probando con grupos más grandes de pacientes.

Tratamiento del cáncer: Algunos estudios en el Reino Unido han buscado formas de transformar las células madre en potenciales tumores cancerígenos. Con este fin, los científicos activan el gen TRAIL en estas células, lo que las hace similares a las células inmunitarias. Estas células terminan siendo atraídas por los tumores y hacen que las células tumorales “se suiciden”. Hasta ahora esta terapia sólo ha sido estudiada en ratas, pero ha logrado curar algunas de ellas completamente del cáncer de pulmón.

Creación de órganos para trasplante: Muchos científicos estudian cómo crear órganos enteros, dirigiendo a las células madre a diferenciarse formando tejidos para órganos específicos. Si se utilizan células propias del paciente, no hay riesgo de rechazo de este nuevo órgano. Sin embargo, el reto de esta línea de investigación es diferenciar las células para los diferentes tejidos que pueden componer el mismo órgano, ya que son estructuras complejas.

Dónde se encuentran las células madre

Las células madre embrionarias (totipotentes y pluripotentes) se encuentran sólo en los embriones y a menudo se pueden tomar de embriones desechados en procesos de fertilización in vitro (un proceso que ya ha causado controversia y discusión, ya que no se ha establecido si estos embriones están vivos).

Las células madre multipotentes, por otro lado, pueden ser removidas de varios tejidos del cuerpo. Vea las regiones más comunes para cada subtipo de estas celdas:

  • Las células mesenquimales se pueden extraer del diente de leche, de la pared del cordón umbilical o del tejido adiposo
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  • Las células hematopoyéticas generalmente se toman de la médula ósea o de la sangre del cordón umbilical.

Cómo se almacenan las células madre

Con tantas terapias en desarrollo, muchas personas han estado almacenando células madre para conservar el recurso en el futuro. En general, este almacenamiento se realiza por congelación. Las células se recolectan de su región de origen (la recolección cambia según el origen de la célula) y se llevan al laboratorio en un medio de cultivo adecuado, lo que evita que se contaminen con bacterias. En el laboratorio, las células madre se separan, se multiplican y se almacenan en tanques con nitrógeno líquido a – 196 °C.

Vea a continuación cómo se realiza la recolección de cada tipo de célula madre:

Células madre dentales

Las células de los dientes de leche generalmente no se extraen de un diente que ya se ha caído. Esto se debe a que el diente entra en contacto con bacterias y también ha estado sin sangre durante algún tiempo, lo que puede causar la muerte de las células. En general, los padres que desean almacenar las células madre de los dientes de leche de sus hijos deben llevarlos a un dentista autorizado con este tipo de tratamiento. Evaluará los dientes que aún retienen uno o dos tercios de la raíz a través de una radiografía y luego marcará la extracción de ese diente. Después de la extracción, el diente se coloca en un medio de cultivo especial y se lleva al laboratorio.

Células de cordón umbilical

Las células del cordón umbilical se extraen inmediatamente después del parto, cuando el bebé ya está bajo el cuidado del pediatra. La sangre debe recogerse inmediatamente después de cortar el cordón umbilical y las células de la pared pueden almacenarse inmediatamente después. Está bien almacenar ambos en la misma operación.

Células de médula ósea

Las células de la médula ósea se pueden extraer de dos maneras: una es perforando el hueso pélvico (a través de las nalgas). El procedimiento dura 60 minutos y se realiza con anestesia, con observación después del final.

Otra forma es la extirpación por la vena, en la que el donante toma un medicamento durante cinco días, lo que aumenta la producción de células madre. Al sexto día, la sangre es filtrada por una máquina que aísla las células madre. El proceso dura de cuatro a seis horas y el remedio puede causar algo de dolor en el cuerpo como efecto secundario.

Células grasas

Las células del tejido adiposo se pueden extraer después de algún procedimiento (como una liposucción o incluso después de una cesárea, en la que el médico aprovecha la incisión para eliminar algo de grasa). Además, el procedimiento se puede realizar con una simple biopsia en el consultorio del médico.

¿Quién puede aprovechar las terapias con células madre?

Cuando se almacena una célula madre, es con la intención de usarla en el futuro en otra persona. Pero las personas que pueden beneficiarse de estas células varían según el tipo de célula:

Células madre mesenquimales

En el caso de las células mesenquimales, los estudios actuales se realizan utilizando las propias células madre del paciente. Esto se debe a que no se sabe con certeza qué marcadores indican la compatibilidad de una célula madre de este tipo con el receptor.

Células madre hematopoyéticas

Sin embargo, las células madre hematopoyéticas no suelen utilizarse en el propio donante. Esto se debe a que algunas enfermedades, como la leucemia, ocurren debido a problemas genéticos, que ciertamente estarán presentes en las células del cordón umbilical de la persona enferma. En tales casos, es más seguro utilizar las células madre hematopoyéticas de un donante sano.

Fuentes consultadas

Odontóloga Daniela Bueno, postdoctora en Genética Humana y Células Madre en el Instituto de Biociencias da Universidade de São Paulo (IB-USP) y en University of California Los Angeles (UCLA) e investigadora en el Instituto de Ensino e Pesquisa do Hospital Sírio-Libanês

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La bióloga Karina Griesi Oliveira, doctora en genética de la Universidad de São Paulo e investigadora del Instituto de Enseñanza e Investigación del Hospital Albert Einstein

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Científica Ana Maria Teixeira, MSc en Psiquiatría de la Facultad de Medicina de la Universidad de São Paulo y en Biotecnología de Northeastern University

Bióloga Mariane Secco, Doctora en Genética, Departamento de Genética y Biología Evolutiva, Universidad de São Paulo

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