Las células madre son células con el potencial de convertirse en muchos tipos distintos de células en el organismo. Funcionan como un sistema reparador del cuerpo. Existen dos tipos principales de células madre: células madre embrionarias y células madre adultas.
Los médicos y los científicos están entusiasmados con las células madre porque tienen mucho potencial en muchas áreas de la salud y la investigación médica. El estudio de estas células puede ayudar a explicar cómo se producen algunos cuadros serios tales como los defectos congénitos y el cáncer. Algún día, las células madre podrán utilizarse para producir células y tejidos para el tratamiento de muchas enfermedades, inclusive la enfermedad de Parkinson, la enfermedad de Alzheimer, los traumatismos en la médula espinal, las enfermedades cardíacas, la diabetes y la artritis.  
Daniel Ramirez Fernadez y Jorge Nievas

¿Qué son las células madre embrionarias?

Células madre

Definición de células madre:

Son células que se encuentran en todos los organismos multicelulares y que tienen la capacidad de dividirse (a través de la mitosis) y diferenciarse en diversos tipos de células especializadas y de autorrenovarse para producir más células madre. En los mamíferos, existen diversos tipos de células madre que se pueden clasificar teniendo en cuenta su potencia, a saber, el número de diferentes tipos celulares en los que puede diferenciarse. En los organismos adultos, las células madre y las células progenitoras actúan en la regeneración o reparación de los tejidos del organismo.

Tipos de células madre:

• Las células madre totipotentes pueden crecer y formar un organismo completo, tanto los componentes embrionarios (como por ejemplo, las tres capas embrionarias, el linaje germinal y los tejidos que darán lugar al saco vitelino), como los extraembrionarios (como la placenta). Es decir, pueden formar todos los tipos celulares. La célula madre totipotente por excelencia es el cigoto, formado cuando un óvulo es fecundado por un espermatozoide.
  
  
  
   
  

• Las células madre pluripotentes no pueden formar un organismo completo, pero sí cualquier otro tipo de célula correspondiente a los tres linajes embrionarios (endodermo, ectodermo y mesodermo), así como el germinal y el saco vitelino. Pueden, por tanto, formar linajes celulares. Se encuentran en distintas etapas del desarrollo embrionario. Las células madre pluripotentes más estudiadas son las células madre embrionarias, que se pueden aislar de la masa celular interna del blastocisto. El blastocisto está formado por una capa externa denominada trofoblasto, formada por unas 70 células, y una masa celular interna constituida por unas 30 células que son las células madre embrionarias que tienen la capacidad de diferenciarse en todos los tipos celulares que aparecen en el organismo adulto, dando lugar a los tejidos y órganos. En la actualidad se utilizan como modelo para estudiar el desarrollo embrionario y para entender cuáles son los mecanismos y las señales que permiten a una célula pluripotente llegar a formar cualquier célula plenamente diferenciada del organismo. Asimismo, están comenzando a ser utilizadas con éxito en terapias biomédicas. Las células madre germinales son células madre embrionarias pluripotentes que se derivan de los esbozos gonadales del embrión. Estos esbozos gonadales se encuentran en una zona específica del embrión denominada cresta gonadal, que dará lugar a los óvulos y espermatozoides. Tienen una capacidad de diferenciación similar a las de las células madre embrionarias, pero su aislamiento resulta más difícil.
  
  
  

• Las células madre multipotentes son aquellas que sólo pueden generar células de su misma capa o linaje de origen embrionario (por ejemplo: una célula mesequimal de médula ósea, al tener naturaleza mesodérmica, dará origen a células de esa capa como miocitos, adipocitos osteocitos, entre otras). Otro ejemplo son las células madre hematopoyéticas -células madre de la sangre que puede diferenciarse en los múltiples tipos celulares de la sangre.
  
  
  
   

• Las células madre unipotentes, también llamadas células progenitora son células madre que tiene la capacidad de diferenciarse en sólo un tipo de células. Por ejemplo las células madre musculares también denominadas células satélite sólo pueden diferenciarse en células musculares.
  
  
  
  
  

Método de obtención de las células madre.

• Embriones crioconservados: La criopreservación o crioconservación es un método que utiliza nitrógeno líquido (-196 °C) para detener todas las funciones celulares y así poderlas conservar durante años. Estos embriones son procedentes de los tratamientos de reproducción humana asistida, que cuando se fecundan más de los necesarios pueden ser donados por los pacientes que se someten a este tratamiento. Estos embriones criopreservados en fase de blastocito pueden conservarse durante cinco años, según lo reglamenta el R.D.
  

• Blastómeros individuales: Con esta técnica, probada primero en ratones y después en humanos, se consigue no destruir el embrión. Se utilizaron óvulos fecundados de ratón que se dejaron crecer hasta que tuviesen de 8 a 10 células. una de estas células se extrae y se cultiva. Con esta técnica se ha logrado obtener dos líneas celulares estables que mostraban un cariotipo normal y presentaban marcadores característicos de pluripotencialidad. El embrión del que se obtiene esta célula es completamente viable por lo que se puede implantar en un útero y seguir un desarrollo normal.
  

• Partenogénesis: Este proceso reproductivo no se da en mamíferos. Sin embargo, la partenogénesis puede ser inducida en mamíferos mediante métodos químicos o físicos in vitro. Como resultado de esta activación, se obtiene una masa celular denominada partenote de las que se pueden aislar células madre pluripotentes. Esta técnica sólo es aplicable en mujeres.
  

• Obtención a base de donantes cadavéricos: Recientes investigaciones han descrito que las [células madre musculares] sobreviven y mantienen sus propiedades tras un proceso de congelación post-morten.
  
  
  
  
  

El chico de letras que ganó un Nobel de Medicina

Nacido en 1933 en Dippenhall (Reino Unido), John Bertrand Gurdon es una figura clave para entender la historia de la Biología del desarrollo. Sin embargo, en un primer momento, nadie apostó por él como científico.
Al joven Gurdon, estudiante de la prestigiosa Eton, le encantaban las ciencias naturales, pero sus profesores no le veían las suficientes aptitudes. Según sus biógrafos, el profesor de 79 años aún conserva enmarcada una nota con el siguiente texto de una de sus maestras: "Creo que Gurdon tiene la idea de convertirse en científico. Por lo que muestra en este momento, esto es bastante ridículo. Si no puede entender datos biológicos simples, no tendría ninguna oportunidad de hacer el trabajo de un especialista y sería una absoluta pérdida de tiempo tanto para él como para los que le enseñen".
Tampoco sus padres le veían futuro en la ciencia y le animaron a escoger otros caminos, pero ni el Ejército lo admitió en sus filas ni tampoco pudo prosperar como hombre de negocios.
Finalmente, se matriculó en Oxford para estudiar Filología Clásica. Sin embargo, antes de comenzar a estudiar latín y griego, un afortunado golpe del destino le llevó a las aulas de zoología.
En aquella época, los alumnos de las facultades de ciencia eran escasos y se acostumbraba a invitar por carta a algunos alumnos para que cambiaran el pupitre antes del inicio del curso.
Gurdon recibió una de aquellas notificaciones y decidió dejarse llevar por un instinto que este lunes le ha hecho merecedor del Premio Nobel de Medicina (junto al japonés Shinya Yamanaka), entre otros muchos galardones.
Por destacar algunos, Gurdon fue condecorado con el título de Caballero por la reina Isabel II de Inglaterra en 1995, mientras que en el año 2004 el Instituto de Células Biológicas y Cáncer pasó a ser llamado Instituto Gurdon.

Transforman células de la piel humana en células madre como las embrionarias

Hace poco más de un año investigadores japoneses lograban convertir células adultas de la piel de ratones en células madre como las embrionarias. Este mismo equipo y otro grupo de investigadores han conseguido obtener resultados similares con células humanas para posteriormente cultivarlas y diferenciarlas en varios tipos de tejidos como el nervioso o el cardiaco. Aunque algunos científicos han manifestado que esta técnica podría sustituir a la transferencia nuclear, o clonación, otros sentencian que este método abre un camino paralelo para conocer cómo funciona el cuerpo humano y poder así desarrollar tratamientos para enfermedades que no tienen cura hoy día. En julio de 2006 el equipo de Shinya Yamanaka publicó en la revista 'Cell' los primeros resultados de una investigación en la que insertando cuatro factores de transcripción (genes que producen proteínas que a su vez controlan la actividad de otros genes) en las células de la piel de ratones se convierten en células madre como las embrionarias. Unos meses después demostraron que esas células son capaces de transformarse en diferentes tipos de tejidos. Desde entonces, han sido varios los grupos de científicos que han repetido esta metodología también en animales.

Pero el paso definitivo, que era conseguir los mismos logros con células humanas, lo han dado los científicos japoneses al mismo tiempo que otro equipo de Estados Unidos. Por un lado, la revista 'Cell' publica el nuevo trabajo del equipo de Yamanaka y por otro, 'Science' recoge los datos del grupo liderado por James Thomson, de la Universidad de Wisconsin (EEUU). Los dos han utilizado un proceso similar, aunque no idéntico, para reprogramar las células adultas de la piel.
El doctor Yamanaka y sus colaboradores de la Universidad de Kyoto (Japón) han utilizado los mismos factores de transcripción que emplearon en las células de ratones, Oct3/4, Sox2, Klf4 y c-Myc (este último un oncogen), sólo que esta vez se ayudaron de un receptor (una proteína, Slc7a1) para mejorar la eficacia de la técnica en humanos.
Estos genes fueron insertados con la ayuda de retrovirus en células de piel humana y posteriormente se colocaron en un medio de cultivo de contenido animal. Pasados 25 días, las células adultas se habían reprogramado para convertirse en células madre como las embrionarias aunque no iguales a ellas, por este motivo se las denomina células de pluripontencialidad inducida (iPS, sus siglas en inglés). Tras colocar estas iPS en diferentes medios de cultivo, se demostró su capacidad para transformarse en diferentes tejidos como el nervioso y el cardiaco.
Posteriormente, probaron la misma técnica pero en lugar de emplear piel utilizaron células del tejido sinovial humano (presente en las articulaciones). El método también logró reprogramar con eficacia estas células adultas.

Otros genes, pero similar resultado

Por su parte, el equipo liderado por James Thomson, de la Universidad de Wisconsin (Madison, EEUU) y el primer científico que consiguió extraer células madre de embriones humanos en 1988, ha realizado un trabajo similar cuyos resultados han sido publicados en la revista 'Science'. La técnica utilizada por estos investigadores se basa en la de Yamanaka pero en lugar de utilizar los mismos genes, han empleado dos de ellos (el Oct4 y el Sox2) y otros dos diferentes (el NANOG y el LIN28).
Con la ayuda de lentivirus (otro tipo de patógenos), insertaron los genes en células adultas de la piel de fetos y de recién nacidos y, tras cultivarlas durante un mínimo de 20 días, obtuvieron células pluripotenciales.
Con este método se abre una nueva vía para la obtención de células madre pluripotentes sin necesidad de utilizar embriones humanos ni recurrir a la clonación terapéutica. No obstante, esta posibilidad no es tan factible hoy día debido a los problemas que esta técnica conlleva si se utilizara para su aplicación en humanos.
Una limitación de ambos trabajos es que el uso de esta técnica conlleva el empleo de virus (retrovirus o lentivirus) para insertar los genes en el núcleo de las células adultas. Esto significa que el material genético del virus se mezcla con el ADN celular sin conocer qué implicaciones puede tener este hecho. Este hecho bloquea su uso fuera del laboratorio, es decir, la metodología no se podría utilizar en pacientes. Además, tampoco hay que olvidar que también conlleva un riesgo de desarrollar tumores.
No obstante, estos científicos apuntan que, a pesar de esas limitaciones, sus estudios "abren la puerta a una avenida [de trabajos] para generar células madre pluripotentes específicas para ciertas enfermedades y pacientes. Incluso con la presencia de retrovirus, las células iPS humanas son útiles para comprender los mecanismos de la enfermedad, probar fármacos y su toxicidad", concluye Yamanaka.

Células madre

CÉLULAS MADRE

Una célula madre es una célula tiene la capacidad de autorrenovarse mediante divisiones mitóticas o bien de continuar la vía de diferenciación para la que está programada y, por lo tanto, producir células de uno o más tejidos maduros, funcionales y plenamente diferenciados en función de su grado de multipotencialidad.

-Células del cordón umbilical

Las células madre del cordón umbilical se consideran como células madre adultas. Éstas son células hematopoyéticas; crean células de la sangre y del sistema inmunológico. Son mucho más fáciles de obtenerse en comparación con las células de la médula ósea. A pesar de que las células de la médula ósea actúan más rápido que las células del cordón umbilical, las células del cordón umbilical no necesitan una compatibilidad al 100% con el paciente. En cambio las células de la médula ósea sí. Otras ventajas de las células de cordón umbilical son que su extracción no es dolorosa, se pueden usar con otros miembros de la familia sin ningún problema y son inmunológicamente inmaduras, es por esto que no necesitan una compatibilidad al 100% con el paciente.

Este método es muy bueno para recuperar a personas de enfermedades graves como por ejemplo la leucemia. Nosotras pensamos que todas las personas deberían tener derecho a guardar su cordón umbilical para que en un futuro si padecen de una enfermedad que esto le pueda ayudar y que no cueste dinero porque no todo el mundo se lo puede permitir.

Mary y Cristi

Efectiva terapia con células madre

El primer ensayo en humanos de una terapia de células madre en Estados Unidos, para tratar formas de ceguera demostró que la técnica es segura.

Este tratamiento se le practicó a dos mujeres que padecían ceguera total.

“Las dos pacientes que recibieron el implante de retina hace cuatro meses están progresando bien”, explica el estudio, publicado en la revista The Lancet.

De acuerdo con el sitio bbcmundo.com, ambas mujeres informaron de mejoras en la visión semanas después de recibir el implante derivado de células madre de embriones. Una de ellas, de 70 años, padecía degeneración macular seca, una de las principales causas de ceguera en el mundo, y la otra, a sus 50 años, padecía la enfermedad de Stargardt.

La técnica probada por los investigadores del Instituto del Ojo Jules Stein, de la Universidad de California, Los Ángeles, involucra extraer células inmaduras de un embrión humano, las cuales se manipulan en el laboratorio para desarrollar células del epitelio pigmentario retinal, la capa de células en el exterior de la retina.

CÉLULA MADRE Y TRASPLANTES

Las células madre son células cuyo destino todavía no se ha "decidido". Se pueden transformar en varios tipos de células diferentes, a través de un proceso denominado "diferenciación". En las fases iniciales del desarrollo humano, las células madre, en el embrión, son "diferentes" a todos los tipos de células existentes en el organismo -cerebro, huesos, corazón, músculos, piel...

Los científicos están entusiasmados con la posibilidad de controlar el espectacular poder natural de estas células madre embrionarias para curar varios tipos de enfermedades. Por ejemplo, las enfermedades de Parkinson y de Alzheimer resultan de lesiones en grupos de determinados células del cerebro. Con la realización de un trasplante de las células madre de un embrión a la parte del cerebro lesionada, los científicos esperan sustituir el tejido del cerebro que se perdió.

En un futuro próximo, la investigación de las células madre podrá revolucionar la manera de tratar muchas otras "enfermedades mortales" como, por ejemplo, las lesiones vasculares cerebrales, la diabetes, enfermedades cardiacas y hasta, incluso, la parálisis.

Las actitudes en relación al uso de células madre para fines de investigación y tratamientos médicos varían de un país a otro. En Alemania, por ejemplo, la extracción de células madre de un embrión humano es considerada ilegal.

Por otro lado, en Gran Bretaña, esto es legal pero se encuentra bajo una regulación rigurosa: los científicos británicos pueden utilizar embriones humanos para la investigación hasta 14 días después de la fecundación del óvulo. En este momento, el embrión es una bola hueca de células del tamaño aproximado de un cuarto de una cabeza de alfiler (0,2 mm).

Muchos países aún no poseen leyes explícitas que regulen la investigación de células madre humanas.

Al ser la utilización de embriones una cuestión de gran controversia en términos éticos, los científicos de todo el mundo buscan otras fuentes de células madre. El tipo de célula madre encontrada en la médula ósea de los adultos parece ser una posibilidad. Estas células madre ya presentan la posibilidad de diferenciarse de una gran variedad de diferentes glóbulos rojos a lo largo del ciclo de la vida.

En el futuro, los científicos esperan manipular estas células madre adultas para que, en vez de producir únicamente glóbulos rojos puedan producir células del cerebro, hígado, corazón y nervios.

Con todo, es probable que las células madre embrionarias presenten, mientras tanto, las perspectivas más inmediatas para nuevos tratamientos y curas.

Debate: Utilización de células madre

"El presidente de Estados Unidos, George W. Bush ejerció este miércoles por primera vez su derecho a veto para rechazar una ley aprobada por el Senado que amplía los fondos públicos para investigaciones con células madre embrionarias." BBC Mundo, 19 de Julio de 2006

Son muchos los que están en contra de la utilización de células madre para uso terapéutico, en especial se dejan ver la iglesia católica y otros grupos religiosos. En esta lista predominan los conservadores. Afirman que las células madre tienen alma y dignidad. Deberían aclararse el concepto entre humano consciente y embrión, puesto que un embrión (en fase de blastocito, por ejemplo) no tiene ni siquiera nervios, cerebro, huesos, órganos, etc. Estoy de acuerdo con que algún día podrían ser humanos, pero con esos embriones que aun no son humanos se pueden salvar millones de vidas: generación de órganos sin rechazo, curación de parálisis cerebral,etc.
Aun queda mucho debate para llegar a un equilibrio ético entre el uso de células madre. Hasta entonces, deberían salvarse vidas.