Otros posibles usos de las células madre

Además de lo anteriormente explicado con ambas técnicas se pueden obtener células madre del tejido necesario para tratar un órgano dañado (corazón, pulmones, riñones, hígado, quemaduras…) o afectado por enfermedades degenerativas como: Diabetes, Parkinson, Alzheimer, etc.

Algunos claros ejemplos del uso que se hace de las Stem cells en el día a día serían los tratamientos para la leucemia (enfermedad que afecta a la médula ósea, principal productora de células sanguíneas, haciendo que haya un déficit de éstas) donde se realizan trasplantes de médula ósea para conseguir una sustitución de las células dañadas por el cáncer o la quimioterapia.

(Modelo de trasplante de médula ósea)

Esta misma enfermedad es tratada con células madre del cordón umbilical. De hecho muchas enfermedades con causas genéticas o degenerativas como el Linfoma no Hodgkin (enfermedad que afecta a órganos que se ocupan del sistema inmunitario) son tratadas con éxito con trasplante de células madre del cordón umbilical.

(Ejemplo de trasplante de cordón umbilical y sus usos)

Gracias a los bancos de medicina regenerativa que investigan las anteriores técnicas de clonaje se pueden obtener células madre necesarias para el tratamiento de estas enfermedades. Cabe insistir que son técnicas pioneras que aún están en proceso de experimentación.

Clonaje Terapéutico con células madre de tejido o “adultas”.

Las células madre adultas son las células que contiene el cuerpo para regenerarlo a nivel celular, es decir, un ejemplo sería la regeneración de las células que forman la piel ya que tienen un alto desgaste por las condiciones ambientales.

Algunos animales como los anfibios o reptiles son capaces de regenerar extremidades o partes de su cuerpo como las lagartijas y su cola; en cambio los mamíferos y entre ellos nosotros, no tenemos esa habilidad dado que las células madre de nuestro cuerpo a pesar de que se reproducen ilimitadamente no pueden hacerlo ni a esa escala ni a esa velocidad.

En este tipo de investigaciones se usan las células madre multipotentes. La razón por la cual se usan éste tipo de células y no otras son:

• Provienen del mismo paciente, por lo tanto contienen el mismo ADN y no serían rechazadas por su sistema inmune.


• Es mucho más fácil “programar” células multipotentes que tienen unas características parecidas y ya diferenciadas a las que ya existen (por ejemplo una célula muscular) que no utilizar una totipotentes o pluripotentes cuyo nivel de diferenciación es muy amplio y podría dar conflicto (por ejemplo que en vez de convertirse en una célula muscular se convierta en una nerviosa).

A través de un ejemplo se ilustrará la forma en que se realiza este procedimiento:

Tenemos un paciente con una lesión cardíaca (de corazón) grave y sólo se podría solucionar satisfactoriamente con un implante de células musculares cardíacas.

En primer lugar obtendremos una célula madre de tejido muscular del propio paciente y gracias a la técnica In Vitro lograremos que se reproduzca consiguiendo así un buen número de ellas.
En cuando tengamos un número razonable las “programaremos” para que formen células musculares cardíacas totalmente maduras y funcionales.

(Ejemplo de tratamiento con medicina regenerativa)

Antes de proceder a la implantación en el órgano enfermo del paciente debemos asegurarnos que permanecen para actuar como células cardíacas y no volver a su estado de célula madre muscular.
Hecho ésto se procedería a implantarlas en el corazón para reparar las células dañadas y regenerarlo sin problemas inmunológicos.

(Esquema del clonaje terapéutico con células madre de tejido)

Clonaje Terapéutico con células madre embrionarias.

El clonaje terapéutico es el uso de las células madre para investigar la cura de enfermedades tales como el cáncer, Párkinson, Alzheimer, etc.

El proceso para realizar esto es, en teoría, bastante simple ya que se precisan tan sólo un óvulo (generalmente donado) y una célula de nuestro cuerpo.
Se realiza en laboratorio mediante el procedimiento conocido como In Vitro que sería la recreación mediante una placa de vidrio del hábitat idóneo para que las células puedan sobrevivir.

(Método de fecundación In Vitro)

Para conseguir esta célula de nuestro organismo lo más sencillo es obtener un poco de tejido conjuntivo, el cual se encuentra entre los resquicios de los músculos y la piel como por ejemplo el que hay entre los músculos del brazo.

Las razones por las que se usa este tejido son dos:

• Es fácil de biopsiar (extraer una muestra del cuerpo) dado que se encuentra cerca de la superficie.


• Es una célula con un núcleo más fácil de “programar” para cuando lo introduzcamos en un óvulo, este se desarrolle como un embrión.

(Esquema de clonación terapéutica con células madre embrionarias)

Una vez tenemos una célula de nuestro cuerpo con un núcleo donde se encuentra toda tu información genética (ADN) debemos quedarnos sólo con lo que nos interesa: el núcleo propiamente dicho.

En cuanto tenemos el núcleo, se “programará” para que cuando se introduzca en el óvulo, éste empiece a desarrollarse como si fuera un feto es por esta razón por la que a esta técnica se la conoce como clonaje terapéutico con células madre embrionarias.

Por otro lado del óvulo inicial hay que extraer el núcleo para quedarse sólo con lo que sería el “cascarón”.

De esta forma se insertará el núcleo de la célula de nuestro cuerpo en “el cascarón” del óvulo vacío e inmediatamente se producirá la división celular, como si de un embrión se tratara. Por tanto se obtendrán así las células madre embrionarias pluripotentes que nos interesan.

(Extracción de un núcleo celular)

En ese momento se le inserta el programa adecuado para que formen las células que interesan, de esta forma no empezarán a formar células de forma aleatoria (recordemos que su función es realizar el feto).

Un ejemplo de esto sería el caso de un paciente diabético al que se le extraen células conjuntivas para realizar un clonaje terapéutico: las células pluripotentes que buscamos para tratar su enfermedad serían las células pancreáticas productoras de insulina (sustancia que regula el nivel de azúcar en sangre) consiguiendo al introducirlas en su páncreas enfermo una regeneración celular y por consiguiente un buen control de los niveles de azúcar en sangre. Es decir, regeneren el órgano posiblemente dañado.
Como el núcleo celular es del mismo paciente las células pluripotentes que se formen en el óvulo mantendrán el mismo ADN. Por lo tanto, cualquier célula obtenida con este método, no provocará rechazo alguno en el paciente dado que el cuerpo reacciona de forma agresiva contra cualquier organismo que no forme parte de su mismo ADN.

¿Cómo se diferencian?

La diferenciación determina en qué células se puede convertir una Stem cell y en cuáles no.

(Célula madre vista desde un microscopio)

Tal y como se verá más adelante no todas las células madre tienen la misma capacidad de transformación y por tanto variará entre ellas su nivel de diferenciación haciendo que unas se puedan convertir en más o menos células distintas.

Las células madre son capaces de detectar la necesidad que tiene el cuerpo de renovar su población celular gracias a sus propios programas de funcionamiento que están codificados en su material hereditario (ADN).
Del mismo modo que un “efecto dominó”, las células madre reciben estímulos externos o internos que, provocando una serie de reacciones moleculares ya programadas, las instan a dividirse por mitosis para cubrir el déficit que haya de cualquier célula.

(Ejemplo de una cadena de ADN)

¿Cómo se reproducen?

Las células madre utilizan el mismo sistema de reproducción que cualquier otra célula del cuerpo, conocido por el nombre de mitosis.
La mitosis es un mecanismo de multiplicación celular mediante el cual una célula se divide hasta formar otra completamente igual a ella, en todos los aspectos.

(Ejemplo simplificado de mitosis)

Tipos de células madre:

Hay cuatro tipos de células madre dependiendo de su nivel de diferenciación:

• Células madre Totipotentes: Son las Stem Cell sin diferenciación. Pueden formar ellas solas un organismo completo, desde los componentes extraembrionarios (placenta…) como los embrionarios (feto, cordón umbilical…)
  
  Éstas son las primeras células madre, que se forman a través de la fertilización de un óvulo con un espermatozoide y se dividirán hasta que pierdan su capacidad de totipotencialidad lo cual ocurrirá cuando se hayan formado la placenta y el blastocito (que es cuando el embrión alcanza las 16 células).
  Una vez formados estos elementos las células que forman el blastocito perderán su totipotencialidad para pasar a ser Pluripotentes.
  




• Células madre Pluripotentes: Capaces de convertirse en cualquier tipo de célula del cuerpo humano, pues éstas son las que formaran nuestro organismo.
  Siguen siendo células madre sin diferenciación y con unas cuantas de éstas se pueden obtener todo tipo de células desde las que forman nuestros dientes hasta las de nuestros pulmones, por ejemplo.
  
  Las células madre pluripotentes son junto con las multipotentes las que se usan usualmente en investigación tal y como indicaremos en apartados posteriores.

(Ejemplo de la pluripotencialidad)

• Células madre Multipotentes: Sólo pueden generar células determinadas por su nivel de diferenciación. Es decir, formarán células de un grupo específico, como células sanguíneas, epiteliales o musculares de distinto tipo, pero no podrán formar otras células que estén en otra categoría. Una célula madre multipotente diferenciada en crear células sanguíneas no podrá formar neuronas u otras células.

(Ejemplo de célula madre Multipotente)

• Células madre Unipotentes: Únicamente capaces de formar un tipo de célula específica. Este tipo de células madre sólo pueden crear un tipo de célula muscular, sanguínea, epitelial, etc. como por ejemplo del conjunto de células sanguíneas sólo podrán convertirse en glóbulos rojos.

Las dos imágenes anteriores son ejemplos ilustrados de la jerarquía de las células madre según su tipo.

Mirar este video para entenderlo mejor:

¿Para qué sirven?

El cuerpo pierde células a causa del desgaste físico del día a día. Las células madre están destinadas a renovar el número de células a un nivel saludable para el correcto funcionamiento del organismo. Por esta razón una célula madre tendría una capacidad tan asombrosa de “transformación”.