DANIEL BEDMAR M. UNIVERSIDAD DIEGO PORTALES 2009 CÉLULAS MADRE DANIEL BEDMAR M. UNIVERSIDAD DIEGO PORTALES 2009

ÍNDICE ¿Qué es una célula madre?, características, potencia, fuentes actuales de stem cells. Células madres adultas y embrionarias. Cómo conseguir stem cell. Aplicaciones clínicas de las células madre. Bioética.

Definición: Stem Cell o Célula madre: Las células madre son aquellas capaces de sostener ciclos de división ilimitados y además tienen con capacidad para diferenciarse, dejar de ser una stem cell y convertirse en una de las 200 variedades celulares (1). Stem cell Diferenciación Célula pluripotencial división Busca bibliografia Stem cell Célula tipo 1 Célula tipo 2

Una stem cell necesita tener dos características: Auto-renovación: la habilidad de pasar a través de numerosos ciclos de división celular (mitosis) mientras mantiene un estado sin diferenciar. Potencia: la capacidad de diferenciarse en células especializadas.

Potencialidad clasificación: Totipotentes son stem cells que pueden diferenciarse en tejidos embrionarios y extraembrionarios, así como las células que construyen un organismo completo y viable. Pluripotentes son stem cells que pueden transformarse en cualquier tejido del cuerpo, excluyendo a la placenta y pueden diferenciarse en casi todas las líneas celulares derivadas de las tres capas germinales embrionarias.

Potencialidad: Stem cell Multipotentes pueden diferenciarse en otra célula, pero solamente de familias celulares cercanas, por ejemplo, las células hematopoyéticas se diferencian en eritrocitos, leucocitos, plaquetas y demás.

Stem cells oligopotentes son aquellas que pueden diferenciarse en unos pocos grupos de células como las células mieloides y linfoides. Stem cell unipotentes son las que pueden producir una sola línea celular, la suya propia, pero tienen la propiedad de auto-renovarse

Fuentes actuales de células madre Tipo de Célula Madre Descripción Embrionarias De células del blastocito Cordón umbilical Sangre del cordón del recién nacido Células madre derivadas de la placenta Células de la placenta y liquido amniótico Células madre adultas Células extraídas de tejidos adultos como medula ósea, piel etc.

Embrionales Células madre Adultas

Células madre embrionarias: Son células madres que se obtienen a partir de del blastocito o de una mórula Cuando derivan de la mórula son totipotentes, cuando lo hacen del blastocito son pluripotentes Embriones de fertilización in-vitro sobrantes o creados para este fin……. Embriones “sobrantes” de fertilización in vitro. Embriones creados para este propósito mediante reproducción asistida. Embriones provenientes de clonación  mediante procedimiento de transferencia nuclear.

Células Madre Embrionales: Día 0 Fecundación Día 3 Trompas Día 7 Previo a Implantación Zigoto (óvulo fecundado) Mórula (varios Blastómeros) Blastocisto (masa celular interna) Masa Celular Totipotente Única Célula Totipotente Masa Celular Pluripotente

Obtención de células madre embrionarias: ¿Cómo crecen en el laboratorio? Aislamento y transferencia de MCI Las células se dividen y dispersan sobre células fibroblásticas de ratón sobre las que se adhieren (feeder layer). Estás aportan nutrientes. Las células de la MCI proliferan y son removidas a otra placa de cultivo. Este proceso (o pasaje) se repite varias veces por varios meses (subcultivo). Se obtienen millones de stem cells sin diferenciar (pluripotentes) geneticamente normales llamadas ahora línea celular de stem cells embrionarias. Batches de estas células son frizadas o llevadas a otros laboratorios para cultivo y experimentación.

Obtención de células madre embrionarias:

Células madre adultas: Son células indiferenciadas, que se encuentran, entre células de un órgano o tejido diferenciado. Se encuentran en muchos órganos y tejidos, pero en pequeño número.

Células madre adultas: Residen en un área específica de cada tejido Permanecen quiescentes (no-división) Son activadas por enfermedad o daño tisular

Células Madre adultas: Fuentes Proveedoras de Células Madre Adultas Osteoblastos Estroma de la Médula Ósea (MSC) Hematopoyéticas (HSC) Sistema Nervioso Central (SNC) Cordón Umbilical Mioblastos Endotelio Vascular Endotelio de Córnea Condroblastos Cordón Umbilical Hematopoyéticas (HSC) Sistema Nervioso Central Estroma de la Médula ósea (MSC testículos

Obtención de Células madre adultas:   Para obtener una línea de células madre adulta (imagen), en primer lugar hay que aislar estas células de los distintos órganos del cuerpo, por ejemplo de la médula ósea. A continuación estas células se colocan en un soporte con el ambiente y los nutrientes necesarios para que empiecen a multiplicarse de forma equivalente a las embrionarias.

Obtención de Células madre adultas: Mediante clonación terapéutica: Las células madre también se pueden obtener por el procedimiento empleado para generar clones “enteros” como la oveja Dolly. Sin embargo, al tener un uso estrictamente médico, se denomina clonación terapéutica. En este proceso (ver imagen), se inserta el núcleo procedente de una célula adulta del donante en el interior de un óvulo al que se le ha quitado el núcleo. Así, el núcleo adulto aporta toda la información genética (el ADN) necesaria para dividirse la célula y el óvulo los nutrientes necesarios para que se lleve a cabo este proceso. Mediante un estímulo (por ejemplo una descarga química) se activa la multiplicación de esta célula como si fuera un zigoto. A partir de aquí se obtendrán células madre embrionarias genéticamente idénticas al donante adulto. Por ello esta técnica podría suponer una aproximación valiosísima para generar tejidos sin riesgo de rechazo.

STEM CELL EMBRIONARIAS VERSUS ADULTAS: Células madre embrionarias: Ventajas: mayor potencia, facilidad de aislamiento y de cultivo Desventajas: tumoral, diferenciación no deseada, mayor vulnerabilidad inmunológica, problemas éticos con el embrión Células madre adultas: Ventajas: no requieren embriones, compatibilidad inmunológica Desventajas: difíciles de aislar y cultivar, adopción de nuevos fenotipos mediante fusiones celulares

Algunas aplicaciones de células madre:

Stem cell y diabetes: Las células obtenidas a partir de hígado, islotes pancreáticos, médula ósea pueden secretar insulina (2), no son células pancreáticas La insulina que se pueden obtener es muy pequeño, lo cual limita su aplicación terapéutica. No existe ningún estudio clínico publicado utilizando células madre en pacientes con diabetes tipo I, aunque las expectativas son enormes. Nat Biotechnol 2003;21 (7):763-70.

Terapia celular en enfermedades neurológicas: Parkinson, esclerosis lateral amiotrófica, enfermedad de Alzheimer, los infartos cerebrales o las lesiones medulares. Estudios in vitro e in vivo han demostrado que tanto las células madre embrionarias como las adultas son capaces de diferenciarse a neuronas dopaminérgicas. Las stem cell “prefieren un lugar con stress tisular” (transdiferenciación) Sin embargo no esta claro si se pueden formar nuevos circuitos

Células madre y esclerosis múltiple: Esclerosis múltiple en ratón (encefalitis autoinmune experimental) que la inyección de neuroesferas (células madre neurales), tanto por vía intravenosa como intratecal, promueve la remielinización (3) Actualmente en experimentación en humanos Nature 2003;422(6933):688-94.

Stem cell y lesión medular: Las células madre tienen capacidad para formar neuronas motoras. A una rata con una lesión medular se le inyectaron stem cell embrionarias Sin embargo el mecanismo pareciera ser por factores de crecimiento locales que contribuyen a la reparación de axones

Células madre en enfermedades cardiovasculares: Es posible aislar en el músculo cardíaco células madre multipotenciales capaces de diferenciarse in vitro e in vivo a cualquiera de los tejidos necesarios para reconstituir un corazón dañado.(5) Se han implantado mioblastos autogénicos (6) Actualmente no se a demostrado que estas células puedan transmitir impulsos electro-mecánicos Cell 2003;114(6):763-76. Eur Heart J 2003;24(22): 2012-2020

Ética: Religiosos, culturales, políticos, científicos, comerciales Polémica sobre utilizar las células madre embrionarias o las adultas Al parecer las células madre embrionarias tendrían algún efecto benéfico por la mayor capacidad generativa. Desde el punto de vista ético, se ha argumentado que el  uso de las células madre embrionarias  humanas implica  la destrucción de embriones ¿Cuando nace la vida humana? Otros plantean que el uso células madre para salvar vidas estaría  justificado.