Células madre embrionarias

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Definición de células madre embrionarias

Una madre embrionarias célula es una célula derivada de las primeras etapas de un embrión que es capaz de diferenciarse en cualquier tipo de célula del organismo. Las células madre embrionarias son capaces de diferenciarse en cualquier tipo de célula porque en el embrión para eso se utilizan.

Descripción general de las células madre embrionarias

A medida que el embrión crece y se divide, las células que se generalizan deben volverse cada vez más específicas a medida que se dividen. Esto eventualmente crea los diferentes órganos, tejidos y sistemas de un organismo. Las células madre embrionarias son totipotentes, lo que significa que pueden dividirse en cualquier otro tipo de célula dentro de un animal. Este es un proceso conocido como diferenciación celular.

Una vez que los espermatozoides llegan a un óvulo ( ovocito ), se produce la fertilización y el ADN de las dos células se fusiona en un solo núcleo, en una sola célula. Este es el cigoto y técnicamente es una célula madre embrionaria porque a medida que se divide se diferenciará en todas las células del cuerpo.

Esta célula y las primeras divisiones de esta célula tienen la capacidad de convertirse en cualquier tipo de tejido. Esto significa que tienen la capacidad de convertirse en un organismo completo. Los gemelos idénticos, por ejemplo, se desarrollan a partir del mismo cigoto que se separa accidentalmente cuando comienza a dividirse.

¿Para qué se utilizan las células madre embrionarias?

En medicina e investigación, los científicos utilizan células madre embrionarias pluripotentes. Estas células no tienen la capacidad de convertirse en un organismo completo. Más bien, están dirigidos por señales del embrión temprano que les indica en qué tipo de célula diferenciarse. Los científicos prefieren estas células por muchas razones.

Primero, se pueden almacenar y mantener más fácilmente. Las células totipotentes tienden a diferenciarse rápidamente e inmediatamente intentan convertirse en un organismo. Las células pluripotentes están esperando una señal para dividirse y pueden mantenerse durante períodos más largos. Además, debido a que las células pluripotentes simplemente están esperando las señales adecuadas para decirles en qué tipo de célula deben convertirse, pueden integrarse fácilmente en aplicaciones médicas en las que se debe cultivar tejido nuevo.

Células madre embrionarias en medicina

El uso de células madre embrionarias es una forma de medicina muy nueva. Durante décadas se ha comprendido la causa de muchas enfermedades degenerativas y lesiones físicas. El daño tisular es la causa principal de muchas de estas dolencias, y los científicos han estado buscando durante mucho tiempo un método para desarrollar tejidos que no se reparen fácilmente por sí mismos. Debido a que una célula madre embrionaria es pluripotente y puede convertirse en casi cualquier célula del cuerpo, estas células se han estudiado durante mucho tiempo para su posible uso en medicina.

Desde finales de la década de 1950, los científicos han estado tratando de probar varios métodos de crecimiento de tejido con una célula madre embrionaria. Los primeros ensayos clínicos se realizaron a fines de la década de 1960, pero no se ha avanzado mucho. El presidente Bush impuso una moratoria sobre el uso de fondos federales para la investigación con células madre, que finalmente fue levantada por la Administración Obama en 2009. Los países europeos también se han enfrentado a una batalla cuesta arriba para financiar la investigación con células madre. Sin embargo, con los avances en la ciencia llegaron nuevos descubrimientos que permitieron una recolección más ética de una célula madre embrionaria. Los primeros tratamientos con células madre medicinales fueron en 2010.

Regeneración de células nerviosas

Desde el punto de vista médico, la célula madre embrionaria está limitada en sus usos actuales, aunque se están preparando muchas aplicaciones nuevas. Los tratamientos actuales se centran en el reemplazo del tejido dañado por una lesión o enfermedad. De estos, el primer tratamiento aprobado por la FDA para someterse a ensayos fue reemplazar el tejido dañado en las lesiones de la columna.

Dado que las células nerviosas rara vez se regeneran, se puede utilizar una célula madre embrionaria para reemplazar el nervio dañado y restaurar la función. En alguien con una lesión en la columna, esto significa poder volver a caminar. Para una persona ciega, esto podría significar poder volver a ver. Si bien el tratamiento aún es nuevo y el éxito es limitado, ha mostrado algunos resultados positivos.

Como herramienta de investigación

Aún así, se logran otros avances médicos con las células madre embrionarias, aunque estos no vienen como tratamientos médicos directos, sino más bien como el conocimiento que nos brindan las células madre. A medida que una célula madre embrionaria se diferencia en su tejido objetivo, los científicos pueden estudiar las sustancias químicas y los métodos que utiliza para hacerlo. Los científicos también pueden alterar el genoma de estas células y estudiar los efectos que tienen diferentes mutaciones en el funcionamiento de una célula.

Entre estos dos caminos de descubrimiento, los científicos han reunido mucha información sobre cómo y por qué las células se diferencian y se dividen. Con estas herramientas, los científicos se están acercando a métodos que les permitirían convertir una célula normal en una célula madre pluripotente. Estos se conocen como células madre pluripotentes inducidas. No son células madre embrionarias, porque no se derivan de un embrión. Este proceso no solo podría reparar lesiones y dolencias, sino que podría revertir el envejecimiento y prevenir la muerte.

En una escala menos dramática y grande, estos métodos también se están utilizando para curar enfermedades comunes, como la diabetes. Al aprender cómo las células madre embrionarias se convierten en células del páncreas y secretan insulina, los científicos están aprendiendo los métodos para convertir otros tejidos en tejidos secretores de insulina. Esto podría ayudar a curar la diabetes, a menudo causada por la destrucción de las células productoras de insulina. Si se reemplazaran con células madre o se indujera a otras células a convertirse en células del páncreas, la enfermedad podría curarse.

Otras enfermedades, como la fibrosis quística, el síndrome x frágil y otros trastornos genéticos se estudian en células madre embrionarias. No solo se pueden crear muchas células, sino que se pueden diferenciar en diferentes tipos de células. De esta manera, un científico puede crear una imagen de la enfermedad a partir de instantáneas de cada tipo de célula y comprender exactamente cómo la enfermedad está afectando a una persona.

¿Cómo se recolectan las células madre embrionarias?

Si bien alguna vez existió la preocupación de que las células madre embrionarias se recolectaran sin el consentimiento de mujeres desconocidas, la gran mayoría ahora se recolectan éticamente en clínicas de fertilización in vitro. En estas clínicas, para lograr un embarazo exitoso, se deben fertilizar muchos óvulos. Solo se implanta uno y, con el consentimiento de la mujer, el resto se puede utilizar para recolectar células madre embrionarias. Para hacer esto, los científicos extraen algunas células madre embrionarias de un embrión cuando es solo una pequeña bola de células. Esto se puede ver en la siguiente imagen.

Una célula madre embrionaria recolectada se coloca en una placa de Petri con nutrientes y se deja dividir. Sin ninguna señal del embrión, las células siguen siendo pluripotentes. Siguen dividiendo, llenan un plato, se trasladan a muchos más platos y siguen creciendo. Después de 6 meses de esto, se consideran una línea exitosa de células madre embrionarias pluripotentes. Luego pueden usarse para estudiar enfermedades, usarse en tratamientos o manipularse genéticamente para proporcionar modelos de cómo funcionan las células.

Para probar que estas células son realmente células madre pluripotentes, se inyectan en ratones con sistemas inmunológicos deprimidos. Los ratones deben tener el sistema inmunológico deprimido, o sus cuerpos rechazarían naturalmente el tejido humano. Una vez implantadas en el ratón, las células pluripotentes exitosas formarán un pequeño tumor llamado teratoma. Este pequeño tumor tiene diferentes tipos de tejidos y demuestra que la línea celular sigue siendo pluripotente y puede diferenciarse en diferentes tipos de células.

La diferencia entre células madre embrionarias y adultas

También existen otros tipos de células madre, que no deben confundirse con una célula madre embrionaria. Las células madre embrionarias se derivan de embriones. También hay células madre adultas, células madre del cordón umbilical y células madre fetales. Estas células madre no solo son a veces más desafiantes éticamente, sino que solo son multipotentes, lo que significa que solo pueden convertirse en una pequeña gama de tipos de células.

Un ejemplo son las células madre de la sangre del cordón umbilical, que se han utilizado en tratamientos médicos para tratar diversas enfermedades de la sangre y sistemas inmunitarios debilitados. Las células madre en la sangre del cordón umbilical pueden diferenciarse en casi cualquier tipo de sangre o célula inmunitaria, haciéndolas multipotentes. Sin embargo, esto limita su uso en otras áreas de la medicina.

También hay células madre adultas, que sobreviven en varios órganos del cuerpo. Estas células también son multipotentes y solo pueden diferenciarse en los tipos de tejido en el que se encuentran. Un uso común de las células madre adultas es el trasplante de médula ósea. En este procedimiento, a un donante sano se le debe extraer la médula ósea de sus huesos. La médula es una sustancia similar a la sangre en el interior de los huesos grandes que crea células sanguíneas y células inmunes.

Los pacientes con cáncer, que se han sometido a radiación y quimioterapia, pierden la mayoría de sus células inmunitarias y se vuelven inmunodeprimidos. A menudo, se necesita un trasplante de médula ósea para reemplazar estos tejidos. Las nuevas células madre comienzan a producir nuevas células inmunitarias, que ayudan al paciente a recuperarse y a combatir infecciones y enfermedades.

Descubre la entrada en nuestro blog dónde hablamos de tipos de células madre.