Actualizado el sábado, 4 febrero, 2023
Antes de nada, expliquemos o recordemos qué son eso de las células madre. Si las células son responsables de que nuestro cuerpo funcione correctamente (desde el latir de nuestro corazón hasta la limpieza que realizan nuestros riñones o los pensamientos que genera nuestra mente), las células madre tienen una función aún más importante: es la encargada de crear estas células «hijas». Gracias a las células madre podemos contar con el resto de células.
Manténgase escéptico de las curas milagrosas que promocionan las clínicas privadas de células madre. Si tiene alguna influencia en la política o en los negocios relacionados con la investigación con células madre, presione para que se tomen decisiones sensatas con respecto a la financiación y la regulación en las próximas décadas. Es posible que algún día las células madre produzcan las anheladas curas milagrosas, pero aún queda un largo camino por recorrer.
Además, estas células madre pueden crear células semejantes a ellas o células diferentes a ellas. Realmente extraordinario, ¿no crees?
¿Por qué las células madre son importantes tan para tu salud?
Las células madre son un tipo de célula que puede dividirse y diferenciarse en células especializadas en el cuerpo, como células sanguíneas, células nerviosas y células musculares. Las células madre también se pueden utilizar para reparar tejidos dañados, regenerar órganos y tratar diversas enfermedades.
Las células humanas pueden llegar a enfermar, dañarse e incluso morir. De hecho, el cuerpo humano está compuesto aproximadamente de cien mil millones de células y, de estas, mueren al día unas 440 millones. En otras palabras, cada hora mueren más de 18 millones de células que el cuerpo debe regenerar para poder seguir funcionado como lo hacía.
Esta regeneración es posible gracias a las células madre, ya que no solo pueden crear nuevas células sino también reparar los tejidos dañados. Mientras mejor funcionen y mientras menos células matemos o dañemos, más retrasaremos el envejecimiento.
Para ayudar a revertir la pérdida de funcionalidad relacionada con la edad en las células madre intestinales, un estudio científico ha demostrado que un ayuno de 24 horas mejora drásticamente la forma en que estas importantes células se regeneran en ratones viejos y jóvenes.
Cómo cuidar nuestras células madre
1. Consuma una dieta saludable y balanceada: Comer una dieta saludable y balanceada con cantidades adecuadas de vitaminas, minerales y antioxidantes puede ayudar a proteger las células madre del daño oxidativo.
2. Haga ejercicio con regularidad: el ejercicio tiene numerosos beneficios para la salud y puede ayudar a proteger las células madre del daño y el envejecimiento.
3. Limite la exposición a toxinas: la exposición a toxinas y contaminantes como el humo del cigarrillo, la radiación y ciertos químicos puede dañar las células madre. Limitar la exposición a estas toxinas puede ayudar a preservar la salud de las células madre.
4. Reducir los niveles de estrés: El estrés puede dañar las células madre y disminuir su eficacia. Reducir los niveles de estrés mediante técnicas de relajación, asesoramiento y otros métodos puede ayudar a proteger las células madre.
5. Duerma lo suficiente: Dormir lo suficiente ayuda al cuerpo a reparar y regenerar las células dañadas, incluidas las células madre. Tomar medidas para aumentar la calidad y la cantidad del sueño puede ayudar a proteger la salud de las células madre.
Stem Cells (por Jonathan Slack) proporciona una introducción a las células madre: cómo las usan los científicos, las terapias que existen hoy y lo que depara el futuro cercano. Se enfoca en la consideración médica y científica de las células madre y solo considera brevemente los aspectos éticos, políticos y legales. Esta “introducción muy breve” forma parte de una serie de más de 650 introducciones breves que abarcan una miríada de temas de todas las disciplinas.
Existen diferentes tipos de células madre, incluidas las células madre embrionarias y las células madre específicas de tejido. Se están utilizando en diversas aplicaciones, terapias y ensayos para tratar algunas de las enfermedades más resistentes a la curación del mundo. Aunque se están realizando muchas investigaciones prometedoras en el campo de la investigación con células madre, el progreso es lento.
Todo lo que siempre quiso saber sobre la ciencia de las células madre
Todos envejeceremos y moriremos algún día. Es inevitable. Pero en el camino, ¿no sería ideal evitar tantas discapacidades y enfermedades asociadas con la vejez como sea posible?
Condiciones médicas como la enfermedad de Alzheimer o un accidente cerebrovascular pueden cambiar la vida, y es natural esperar una «cura milagrosa» si usted o un ser querido se ven afectados. Pero muchos afirman que este milagro ya podría estar aquí, en forma de terapia con células madre. Como resultado, una gran cantidad de investigación, y una gran suma de dinero, ahora se centran en esta misma área. ¿Pero vale la pena todo el bombo?
En este resumen del libro Stem Cells , hemos reducido al mínimo la jerga médica y los aspectos técnicos. En cambio, nos enfocamos en qué son las células madre, las limitaciones de los tratamientos actuales con células madre y el potencial de los tratamientos en el futuro, todo en un esfuerzo por llegar al fondo de esta ciencia compleja.
En este resumen basado en evidencias científicas, también descubrirás
- por qué las células madre embrionarias solo existen en cultivos de tejidos;
- a qué se refiere “el avivamiento”; y
- la diferencia entre células madre pluripotentes y específicas de tejido.
1. Para qué sirven las células madre
Antes de sumergirnos en qué son exactamente las células madre, comencemos con algunos conceptos básicos. Las células, que miden no más de 0,02 mm de diámetro, son los componentes básicos de cualquier planta o animal. Los cuerpos humanos tienen alrededor de 200 tipos de células visualmente diferentes. La mayoría de estos se conocen como células diferenciadas . Esto significa que tienen funciones específicas y pueden identificarse claramente por su apariencia bajo un microscopio. Los ejemplos típicos incluyen nuestras células hepáticas, células cerebrales y células del músculo cardíaco.
Luego están las células indiferenciadas . Estos tienen una apariencia más genérica. Pero las apariencias pueden ser engañosas: algunas de estas células también pueden estar especializadas para realizar funciones específicas. Por ejemplo, también se pueden encontrar células indiferenciadas en embriones y convertirse en células diferenciadas a medida que crece el embrión. Desafortunadamente, también se encuentran en algunos tipos de cáncer, donde su capacidad de crecimiento sin restricciones puede significar malas noticias.
Algunas, pero no todas, las células indiferenciadas son lo que conocemos como células madre .
La característica definitoria de las células madre es que pueden reproducirse y generar descendencia que se convierte en células diferenciadas. Por lo general, existen en un organismo durante toda su vida, habitando lugares como la piel, la sangre y el revestimiento de los intestinos.
Para examinar estas células, echemos un vistazo más de cerca a la piel. La capa superior de la piel, la epidermis , está formada por células llamadas queratinocitos . Durante el transcurso del día, estos se desgastan. Entonces, para mantener su piel, las células madre que se encuentran en la capa basal de su piel crean nuevas células. Algunas de estas células se convierten en nuevas células madre; otros maduran y se convierten en nuevos queratinocitos para reponer las células viejas, lesionadas o muertas. La epidermis es lo que se llama un tejido de renovación porque se renueva continuamente. Sin estas células madre específicas de tejido , eso no sería posible.
Las células madre más famosas ahora son las células madre embrionarias o células ES. Es este tipo de células madre el que suele ser motivo de controversia, y lo que la mayoría de la gente piensa cuando se menciona la investigación con células madre. Pero, en realidad, las células ES no existen en la naturaleza. Han sido creados por científicos y solo existen como cultivos de tejidos mantenidos en laboratorios.
Las células ES se producen a partir de células que se encuentran en embriones tempranos y son capaces de producir células diferenciadas que pueden dividirse sin límite, haciéndolas pluripotentes . Son versátiles: pueden dividirse para crear más células madre o transformarse en cualquier otro tipo de célula del cuerpo. Pero no todas las células de un embrión son células madre. Una vez que un embrión ha madurado, sus células ya no se consideran células madre porque se convierten en otros tipos de células en unos pocos días.
Bien, eso fue mucho. Para concluir este primer capítulo, repasemos rápidamente las diferencias entre las células madre embrionarias y las células madre específicas de tejido. Las células madre embrionarias son pluripotentes, lo que significa que pueden formar cualquier tipo de célula que se encuentre en el cuerpo. Las células madre específicas de tejido, por otro lado, no son pluripotentes, solo pueden producir células del tipo de tejido del que se originan.
En los próximos capítulos, profundizaremos en estos tipos de células madre y sus posibles aplicaciones.
2. Células madre embrionarias
Como ya hemos mencionado, las células madre embrionarias suelen causar los debates más éticos y políticos, especialmente las células madre embrionarias humanas .
Quienes se oponen a la investigación con células madre a menudo argumentan que los embriones preimplantados deberían tener plenos derechos humanos y que usarlos para producir células madre embrionarias equivale a un asesinato. Por lo general, el razonamiento se basa en motivos religiosos. Los católicos modernos, por ejemplo, creen que la vida humana comienza con la fertilización. Curiosamente, esto no siempre fue así. En la Edad Media, la Iglesia Católica proclamó que el alma entraba en el feto durante el avivamiento. Fue entonces cuando una madre sintió por primera vez que el feto se movía, alrededor de las 18 a 24 semanas. Los budistas comparten la visión católica moderna, mientras que las enseñanzas judías e islámicas reconocen el embrión solo después de que hayan pasado 40 días. Para los hindúes, la vida comienza dependiendo de cuándo ocurre la reencarnación, en algún momento entre la concepción y los siete meses.
Los puntos de vista de los científicos biomédicos difieren en muchas cosas. Pero generalmente están de acuerdo en que la personalidad se desarrolla gradualmente y que los embriones preimplantados no son seres humanos, son más como cultivos celulares o muestras de tejido. Martin Evans y Matthew Kaufman de la Universidad de Cambridge, y Gail Martin de la Universidad de California, aislaron por primera vez células ES de ratón en 1981. El aislamiento de células ES humanas siguió unos siete años después, cuando James Thomson las cultivó por primera vez a partir de embriones humanos en la Universidad de Wisconsin. Pero, créanlo o no, en realidad son las células madre embrionarias de ratón las más importantes para la ciencia hasta el momento.
Estas células de ratón se pueden inyectar en blastocistos de ratón , un embrión en etapa temprana que contiene un grupo de células indiferenciadas. Luego se integran con el embrión huésped y la descendencia resultante porta las variantes genéticas inyectadas en la etapa de blastocisto. ¿El resultado? Una línea de ratones modificados genéticamente.
Gran cosa, ¿eh? Bueno, ¡sí, en realidad! Los últimos 35 años de investigación sobre decenas de miles de ratones modificados genéticamente se han basado en esta misma técnica. Sin estos ratones, gran parte de la investigación sobre enfermedades humanas, las investigaciones sobre la función normal de los genes y las pruebas de nuevos medicamentos no habrían sido posibles.
Las células ES humanas comparten muchas de las mismas propiedades que las células ES de ratón, incluida la de estar hechas de embriones. Pero hay algunas grandes diferencias.
Por ejemplo, ahora sabemos que hay dos estados celulares pluripotentes conocidos como ingenuos y cebados . Las células ES de ratón son del tipo ingenuo y las células ES humanas están cebadas. Los científicos aún no saben por qué sucede esto, pero da como resultado diferencias en la expresión, apariencia y comportamiento de los genes. Solo las células ingenuas pueden integrarse en un embrión huésped, mientras que solo las células preparadas pueden llevar a cabo el proceso de diferenciación.
Entonces, ¿dónde entran en escena las células ES humanas? Bueno, los científicos los usan en tres áreas principales de investigación: el desarrollo humano normal, la patología celular de las enfermedades genéticas y la detección de drogas, lo que puede eliminar la necesidad de realizar pruebas en animales.
3. Células madre pluripotentes y terapias potenciales
Es 1997 e Ian Wilmut está trabajando en el Instituto Roslin cerca de Edimburgo, Escocia. Toma el núcleo de una célula de cultivo de tejido de oveja y lo trasplanta al ovocito enucleado de una oveja hembra. Luego transfiere el embrión resultante al útero de otra oveja, que actúa como madre sustituta. Unas 22 semanas después, un cordero recién nacido se convierte en el primer mamífero clonado: Dolly.
En realidad, la clonación exitosa había existido mucho antes que Dolly. A fines del siglo XIX, los científicos habían logrado clonar ranas y erizos de mar.
Clonar algo significa hacer una copia genética idéntica. En estos días, es un procedimiento bastante común y ocurre prácticamente todos los días en todo el mundo en todos los laboratorios biomédicos. Pero el tipo de clonación del que estamos hablando aquí no es tan dramático como la clonación de un animal completo: es hacer crecer una colonia de células, donde cada célula es genéticamente idéntica a su fundador.
La mayoría de la gente está de acuerdo en que clonar humanos sería una mala idea. Pero mediante el trasplante nuclear de células somáticas , el proceso utilizado para producir el embrión que luego se convirtió en Dolly, es posible establecer una línea de células ES como fuente para la clonación terapéutica .
No es fácil de hacer. Logrado por primera vez en 2013, solo se ha repetido con éxito en unos pocos laboratorios. Parte del problema es obtener ovocitos humanos, que tienen que extraerse quirúrgicamente de voluntarias humanas, un procedimiento desagradable y arriesgado. Luego, solo una pequeña minoría de óvulos reconstituidos se desarrolla con éxito en una línea de células ES.
En 2006, Shinya Yamanaka de la Universidad de Kyoto descubrió una nueva metodología que facilitaba la producción de células similares a las células ES, denominadas células madre pluripotentes inducidas o iPS. Un año después, se estaban fabricando células iPS humanas. Hoy en día, se pueden producir a partir de glóbulos blancos extraídos de una simple muestra de sangre.
Las células iPS son específicas del paciente. Como tal, las células diferenciadas son compatibles inmunológicamente con el donante. Esto significa que si estas células se vuelven a injertar en el paciente, no hay necesidad de medicamentos inmunosupresores. En la actualidad, sin embargo, los costos de producción son demasiado altos para que este tratamiento sea viable.
En cambio, se están creando bancos de líneas celulares iPS con la esperanza de que la mayoría de la población pueda encontrar una combinación adecuada para el injerto y solo requiera una cantidad mínima de inmunosupresión. También se están investigando otras soluciones.
De todas las terapias, el tratamiento de la degeneración de la retina ha tenido el mayor éxito y la promesa para el futuro. Aproximadamente el 10 por ciento de las personas mayores de 65 años experimentan un grado de degeneración macular relacionada con la edad , o ARMD, en el centro de la retina del ojo. Los casos graves se caracterizan por una pérdida de la visión central, lo que resulta en una incapacidad para leer y reconocer rostros. Los ensayos clínicos realizados en varios países desde 2011 han demostrado que los injertos debajo de la retina tienen pocos efectos secundarios y requieren poca inmunosupresión. La mayoría de los tratamientos han resultado en una mejora de la agudeza visual. Una alta prevalencia de ARMD junto con un tratamiento relativamente simple significa que es probable que se use con más frecuencia en el futuro.
También se están trabajando tipos similares de terapias de células pluripotentes para tratar la diabetes tipo 1, la enfermedad de Parkinson, las enfermedades cardíacas e incluso las lesiones de la columna, pero, hasta el momento, los estudios muestran resultados variables.
4. Células madre específicas de tejido y terapias potenciales
Nuestros cuerpos están continuamente intercambiando células: las células mueren y las nuevas células las reemplazan. Pero no todas las células hacen esto de la misma manera.
Algunas células, conocidas como células posmitóticas , nunca se vuelven a dividir. Ejemplos de estos son las neuronas y las fibras musculares.
Otras células, conocidas como células en expansión , se dividen solo durante nuestra infancia; se detienen cuando dejamos de crecer. Estos incluyen células en los tejidos conectivos y en muchos órganos, incluidos el hígado, los riñones, la tiroides y otros.
Y luego hay otras, conocidas como células de renovación , que reemplazan continuamente los tejidos en los que se encuentran; generan nuevas células exactamente a tiempo con la muerte de las células viejas. Las células de renovación persisten durante toda la vida del organismo. En los humanos, se encuentran en la epidermis, así como en los intestinos, los testículos y el sistema hematopoyético de la médula ósea, que es responsable de generar tanto las células sanguíneas como las células de nuestro sistema inmunitario.
Anualmente se realizan más de 50 000 trasplantes de células madre hematopoyéticas (TCMH) en todo el mundo. Sin duda, es el tipo de terapia con células madre más importante que se utiliza actualmente. Mejor conocido como «trasplante de médula ósea», HSCT es ahora el término preferido, ya que también cubre los trasplantes en los que las células formadoras de sangre provienen de otras fuentes, como el cordón umbilical. Su uso principal es para tratar la leucemia y el linfoma. El HSCT también se ha utilizado para tratar algunas enfermedades genéticas de la sangre, incluida la anemia de células falciformes y un grupo de enfermedades de la hemoglobina.
Otros tratamientos existentes se basan en células madre específicas de tejido. Por ejemplo, es posible usar epidermis cultivada para tratar quemaduras graves o usar células madre de la córnea para tratar enfermedades y lesiones oculares.
5. Expectativas futuras realistas sobre tratamientos con células madre
Todos podemos estar agradecidos por los avances de la medicina en los siglos XX y XXI. Sin embargo, las generaciones futuras pueden mirarnos con incredulidad: vivimos en una época en la que las lesiones de la columna pueden provocar una parálisis total, en la que las extremidades perdidas no se pueden regenerar y en la que la insuficiencia cardíaca y el cáncer pueden provocar la muerte.
La exageración que rodeaba la promesa de curas en la década de 2000 fue en parte el resultado de las controversias sobre las células madre embrionarias humanas. Muchos políticos también creían que la terapia con células madre sería “el próximo gran avance” que podría rescatarlos de economías en crisis. Pero los científicos son menos optimistas sobre las terapias; ven más valor en la investigación sobre el desarrollo embrionario y en la detección de drogas.
Cuando pensamos en el futuro, podemos extraer algunas lecciones del trasplante de células madre hematopoyéticas, o HSCT, una historia que los analistas no habrían podido predecir de antemano.
En primer lugar, poco se sabía sobre el sistema hematopoyético en la década de 1950 cuando se inició la investigación en este campo. Pasaron décadas antes de que las células madre hematopoyéticas finalmente se aislaran en ratones en 1988, y luego algunos años más antes de que se aislaran en humanos.
A pesar de los avances en las tasas de curación de enfermedades como la leucemia, el tratamiento es muy agresivo y hay una alta tasa de mortalidad. Esto significa que no es adecuado para tratar muchas otras enfermedades en las que los riesgos no se pueden justificar. Además, el costo del tratamiento HSCT es prohibitivamente alto: más de $ 600,000 en los EE. UU. y € 200,000 en Alemania.
Mirando todo esto en retrospectiva, podemos ver que el conocimiento del sistema hematopoyético solo se adquirió como resultado de la investigación. Muchos de los descubrimientos no tenían valor comercial potencial. Y otros que lo hicieron fueron descartados durante el desarrollo. Ha habido largos retrasos entre la comprensión de la biología y la implementación de nuevas terapias. En el caso del TCMH, tomó alrededor de 20 años. Las regulaciones de hoy probablemente harían que eso fuera mucho más largo.
La manipulación de genes y células producirá grandes innovaciones en el futuro. Solo en los próximos diez años, probablemente habrá algunos avances en la terapia con células madre: los injertos de células pueden tratar la degeneración macular relacionada con la edad en los ojos, las neuronas dopaminérgicas para la enfermedad de Parkinson y los cardiomiocitos para reparar los corazones dañados. El tratamiento de la diabetes tipo 1 mediante implantes de células beta pancreáticas también puede resultar factible. E incluso podemos ver la reversión de la parálisis por un traumatismo espinal.
La biología de las células madre tiene un enorme potencial. Pero predecir su futuro es difícil. Los científicos biomédicos creen que algún día podremos regenerar las extremidades perdidas, y ciertamente habrá curas para la diabetes, el cáncer y la insuficiencia cardíaca. Pero el progreso hacia estos resultados probablemente será lento y requerirá mucha más investigación.