{"id":28846,"date":"2012-11-02T10:12:28","date_gmt":"2012-11-02T14:42:28","guid":{"rendered":"http:\/\/piel-l.org\/blog\/?p=28846"},"modified":"2012-11-03T10:30:03","modified_gmt":"2012-11-03T15:00:03","slug":"celulas-madre-biologia-y-potenciales-usos-en-medicina-regenerativa","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/piel-l.org\/blog\/28846","title":{"rendered":"C\u00e9lulas Madre: biolog\u00eda y potenciales usos en medicina regenerativa"},"content":{"rendered":"

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En esta edici\u00f3n el Dr.\u00a0<\/em>Alexis Mendoza-Le\u00f3n<\/strong><\/a>\u00a0invita al Dr.\u00a0Jos\u00e9 E. Cardier<\/strong> a escribir en Ventana Molecular.<\/em>\u00a0<\/em>JC es Investigador Titular en el Laboratorio de Patolog\u00eda Celular y Molecular, y Jefe de la Unidad de Terapia Celular del Centro de Medicina Experimental del IVIC. Una de sus l\u00edneas de investigaci\u00f3n est\u00e1 relacionada con el uso de c\u00e9lulas madre en modelos experimentales de enfermedades y el potencial desarrollo de posibles aplicaciones terap\u00e9uticas en pacientes<\/p>\n

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C\u00e9lulas Madre: biolog\u00eda y potenciales usos en medicina regenerativa. <\/strong><\/strong><\/p>\n

Jos\u00e9 E. Cardier, MD. <\/strong><\/p>\n

Las c\u00e9lulas madres (CM) constituyen los elementos fundamentales a partir de los cuales pueden diferenciarse diversos tipos de c\u00e9lulas del organismo (1). Procesos de formaci\u00f3n de vasos sangu\u00edneos (vasculog\u00e9nesis\/angiogen\u00e9sis), m\u00fasculo (miog\u00e9nesis), sistema nervioso (neurog\u00e9nesis) y aun diferenciaci\u00f3n a c\u00e9lulas de h\u00edgado han sido reportados a partir de CM provenientes de diferentes or\u00edgenes (1). Basados en estas evidencias se ha planteado el posible uso de las CM en terapias regenerativas de \u00f3rganos y tejidos. De acuerdo a la localizaci\u00f3n de las CM, durante el desarrollo del individuo, estas pueden clasificarse en CM embrionarias (CME), CM adultas y las reprogramadas o pluripotentes inducidas. Pudiendo quiz\u00e1s agregarse otra categor\u00eda representada por tejidos fetales (por ejemplo, CM de liquido amni\u00f3tico, de sangre de cord\u00f3n umbilical, de anexos fetales etc. Las CM localizadas en MO est\u00e1n asociadas fundamentalmente con el sistema hematopoy\u00e9tico (generaci\u00f3n de c\u00e9lulas sangu\u00edneas), y se les denomina CM hematopoy\u00e9ticas (CMH). La facilidad de obtenci\u00f3n de las CMH, en la etapa postnatal y adulta del individuo, ha permitido estudiar ampliamente la capacidad de autorenovaci\u00f3n, diferenciaci\u00f3n y proliferaci\u00f3n de estas c\u00e9lulas. Muchos de los conocimientos generados sobre la biolog\u00eda de las CMH han sido extrapolados a CM localizadas en otros tejidos.<\/p>\n

Uno de los campos de mayor investigaci\u00f3n en el \u00e1rea de las CM, lo constituyen las c\u00e9lulas madre embrionarias (CME), las cuales son obtenidas de la masa celular interna (MCI; \u201cinner cell mass\u201d) en la etapa de bl\u00e1stula. Una de las caracter\u00edsticas m\u00e1s importantes de las CME es su capacidad de autorenovaci\u00f3n ilimitada (dan origen a \u201ccopias\u201d de ellas mismas, manteniendo el estado indiferenciado) y pluripotencialidad (dan origen a todos los tipos de c\u00e9lulas del organismo) (2). Basado en esta capacidad, se ha planteado la posibilidad de que las v\u00edas de diferenciaci\u00f3n y desarrollo de las CME puedan ser controladas y\/o reguladas ex vivo <\/em>para el desarrollo de CM espec\u00edficas de tejidos y \u00f3rganos. La capacidad de autorenovaci\u00f3n y diferenciaci\u00f3n de las CME est\u00e1 directamente relacionada con la expresi\u00f3n de determinados genes durante cada estadio de diferenciaci\u00f3n de las CM (3). As\u00ed, se conoce que los genes Sox-2, Oct-4, Klf-4 y c-myc <\/em>juegan un papel fundamental en el mantenimiento de la pluripotencialidad de las CM. Basado en este conocimiento, recientemente se report\u00f3 que c\u00e9lulas som\u00e1ticas adquieren la capacidad pluripotencial de las CME (CM pluripotentes inducidas, CMPi, o \u201cinducible pluripotent stem cells, iPS\u201d), posterior a la transfecci\u00f3n de estos genes (3). Las CMPi no solo pueden autorenovarse, sino tambi\u00e9n pueden dar origen a cualquier tipo de c\u00e9lulas. En nuestro laboratorio hemos desarrollado t\u00e9cnicas de cultivo y diferenciaci\u00f3n de CME (provenientes de rat\u00f3n) (4).<\/p>\n

Las c\u00e9lulas madre adultas son espec\u00edficas del tejido, esto significa que se las encuentra en un tejido determinado del cuerpo donde generan c\u00e9lulas maduras. El desarrollo continuo de t\u00e9cnicas\u00a0 de cultivos celulares de CM ha permitido el poder cultivar y expandir estas c\u00e9lulas in vitro<\/em>, y evaluar su potencial uso cl\u00ednico. En nuestro laboratorio hemos desarrollado t\u00e9cnicas de cultivo no solo para expandir sino para diferenciar algunos tipos de CM provenientes de diferentes tejidos. As\u00ed, el aislamiento y cultivo de CM hematopoy\u00e9ticas (CMH) de m\u00e9dula \u00f3sea nos ha permitido obtener diferentes c\u00e9lulas sangu\u00edneas a partir de CMH (5). Actualmente existe un gran inter\u00e9s en el uso cl\u00ednico de CM mesenquimales (CMM), las cuales in vitro <\/em>son capaces de autorenovarse y proliferar por largos per\u00edodos de tiempo, manteniendo su capacidad de diferenciaci\u00f3n hacia c\u00e9lulas que conforman tejidos mesod\u00e9rmicos, tales como osteoblastos, fibroblastos, condroblastos, adipocitos, mioblastos esquel\u00e9ticos, entre otros. Con relaci\u00f3n a la obtenci\u00f3n de CMM, en nuestro laboratorio hemos obtenido estas c\u00e9lulas no solo de m\u00e9dula \u00f3sea, sino tambi\u00e9n de pulpa dental humana, l\u00edquido amni\u00f3tico, mucosa olfatoria y cerebro. El desarrollo de tecnolog\u00edas de aislamiento y cultivo de CMM nos ha permitido iniciar protocolos cl\u00ednicos de trasplante aut\u00f3logo de CMM para regeneraci\u00f3n de hueso en pacientes con seudoartrosis (adquiridas o de tipo cong\u00e9nito).<\/p>\n

A pesar de que en muchas instituciones m\u00e9dicas, con frecuencia sin fundamentaci\u00f3n ni permisolog\u00eda adecuadas y con intenciones oscuras, se administran tratamientos basados en CM, actualmente el transplante de m\u00e9dula \u00f3sea constituye la \u00fanica terapia, basada en CM, que ha demostrado su efectividad cl\u00ednica en humanos. Con relaci\u00f3n a otras posibles aplicaciones de CM en cl\u00ednica (regeneraci\u00f3n card\u00edaca, diabetes tipo1, enfermedades degenerativas del sistema nervioso), muy pocos son los reportes que se pueden encontrar en revistas m\u00e9dicas de impacto internacional, sobre la efectividad cl\u00ednica del uso de CM en humanos. Algunas enfermedades o lesiones \u00f3seas, de la piel y c\u00f3rnea pueden ser tratados con injertos de tejido que depende de c\u00e9lulas madre de esos \u00f3rganos y son generalmente aceptadas como seguras y efectivas por la comunidad m\u00e9dica (6). Basados en reportes que demuestran la regeneraci\u00f3n de cornea a partir de CM aisladas de la regi\u00f3n limbal, en nuestro laboratorio hemos iniciado estudios en animales para el aislamiento de estas c\u00e9lulas, para su posterior implante en modelos experimentales de regeneraci\u00f3n corneal en conejos.<\/p>\n

La sangre de cord\u00f3n umbilical (SCU) es usada como una alternativa a la medula \u00f3sea, como fuente de CMH, para transplante alog\u00e9nico. El \u00e9xito del uso de CM de SCU se basa en que parecen ser m\u00e1s eficientes en cuanto a la repoblaci\u00f3n medular, generar menos rechazo y menos incidencia de enfermedad de injerto contra hu\u00e9sped. Esto \u00faltimo, ha tra\u00eddo como consecuencia una proliferaci\u00f3n de compa\u00f1\u00edas que ofrecen el servicio de colecci\u00f3n y mantenimiento de sangre de cord\u00f3n umbilical para fines de uso privado, con la consecuente comercializaci\u00f3n de estos servicios usando argumentos no sustentados cient\u00edficamente, y especialmente con la promesa de tratamientos potenciales, pero no probados cl\u00ednicamente (ofrecimientos de \u201cun seguro de vida para su hijo y su familia\u201d) (7). En todo caso, y sin lugar a dudas, el almacenamiento de sangre de cord\u00f3n umbilical para ser usada por quien necesite el transplante de CMH, y sea compatible, deber\u00eda funcionar en \u201cBancos de Sangre de Cord\u00f3n Umbilical de Acceso P\u00fablico\u201d. Este tipo de Bancos funcionan en muchos pa\u00edses, asociados entre ellos en redes, y constituyen una necesidad actual en los servicios de salud de cualquier pa\u00eds.<\/p>\n

El conjunto de conocimientos generados de las investigaciones sobre c\u00e9lulas madre y el potencial impacto de estas en medicina, llev\u00f3 recientemente al comit\u00e9 del Premio Nobel de Medicina a reconocer a los Doctores John Gurdon y Shinya Yamanaka por sus descubrimientos en el \u00e1rea de c\u00e9lulas madre. Ambos autores demostraron, Gurdon en 1962 y Yamanaka en 2006, que c\u00e9lulas maduras (celulas de la sangre o de la piel) pueden ser \u201creprogramadas\u201d y transformarlas en c\u00e9lulas madre primitivas de tipo embrionario, y a partir de estas dar origen a cualquier tipo de c\u00e9lula del organismo. Este conocimiento no solo rompi\u00f3 el dogma biol\u00f3gico de que una vez que una c\u00e9lula se hab\u00eda especializado (ej., linfocito o fibroblasto) no se pod\u00eda cambiar \u00a0su \u00a0estado y \u00a0\u00a0menos transformarse \u00a0en una c\u00e9lula madre; sino tambi\u00e9n \u00a0revolucion\u00f3 \u00a0el campo de la biolog\u00eda de la diferenciaci\u00f3n celular. John Gurdon demostr\u00f3 en ranas que el reemplazo del n\u00facleo de un \u00f3vulo por el de una c\u00e9lula intestinal, no solo daba origen a un \u00f3vulo modificado sino que este pod\u00eda desarrollarse en un embri\u00f3n normal. El Dr Yamanaka, basado en estos conocimientos y en aquellos que demostraban que el estado primitivo\/indiferenciado de una c\u00e9lula madre embrionaria (CME pluripotente) depend\u00eda de que ciertos genes (Oct3\/4, Sox2, c-Myc, Klf4) estuvieran \u00a8prendidos o activados\u00a8 (expresados), logr\u00f3 colocar (transfectar) estos genes en fibroblastos, logrando que estas c\u00e9lulas se transformaran en c\u00e9lulas madre pluripotenciales de tipo embrionario (iPS), a partir de las cuales se puede generar todos los tipos celulares del organismo (ver figura anexa). Este proceso se conoce con el nombre de reprogramaci\u00f3n celular. \u201cLos descubrimientos de Gurdon y Yamanaka han demostrado que las c\u00e9lulas especializadas pueden bajo ciertas circunstancias echar marcha atr\u00e1s en el reloj del desarrollo (Comit\u00e9 Nobel 2012)\u201d. El Premio Nobel de Fisiolog\u00eda y Medicina a los Dres. Gurdon y Yamanaka, junto al recibido por el Dr. Thomas (1990) por sus trabajos en trasplante de m\u00e9dula \u00f3sea, no solo reconocen el impacto y trascendencia de los descubrimientos en la biolog\u00eda de c\u00e9lulas madre, sino tambi\u00e9n permiten informar a la comunidad mundial sobre la seriedad con la que debe llevarse a cabo la investigaci\u00f3n cient\u00edfica en esta \u00e1rea.<\/p>\n

La generaci\u00f3n de iPS ha permitido obtener, en los laboratorios, c\u00e9lulas madre similares a las embrionarias para posibles usos terap\u00e9uticos, sin necesidad de recurrir al uso de embriones. Actualmente se han generado iPS a partir de cualquier tipo de c\u00e9lulas madura (fibroblastos, linfocitos, etc) de pacientes con determinadas enfermedades (anemia de Fanconi, diabetes tipo 1), lo cual ha permitido estudiar: los mecanismos involucrados en la patogenia de estas enfermedades, el efecto de drogas en las c\u00e9lulas de estos pacientes y la posibilidad de generar c\u00e9lulas maduras para su uso en medicina regenerativa. Adem\u00e1s, como las IPSC provienen de las propias c\u00e9lulas de un paciente, los posibles tratamientos con estas c\u00e9lulas evitar\u00edan cualquier rechazo del sistema inmune. Sin embargo, es importante mencionar que la capacidad de formar tumores por las iPS no hace viable, en la actualidad, el uso de estas c\u00e9lulas en pacientes.<\/p>\n

Referencias <\/strong><\/p>\n

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  1. Klimanskaya I, et al. Derive and conquer: Sourcing and differentiating stem cells for therapeutic applications. Nature Rev Drug Discov. 2008; 7:131-142 http:\/\/www.nature.com\/nrd\/journal\/v7\/n2\/full\/nrd2403.html<\/a><\/li>\n
  2. Thomson JA,et al. et al. Embryonic stem cells lines derived from human blastocysts. Science. 1998, 282:1145-1147. http:\/\/www.sciencemag.org\/content\/282\/5391\/1145.full.pdf<\/a><\/li>\n
  3. Takahashi K, Yamanaka S. Induction of pluripotent stem cells from Mouse embryonic and adult fibroblast cultures by defined factors. Cell 2006; 126:663\u2013676. http:\/\/www.cell.com\/abstract\/S0092-8674(06)00976-7<\/a><\/li>\n
  4. Silva I, Cardier JE. Liver sinusoidal endothelial cells support the survival and undifferentiated growth of the CGR8 mouse embryonic stem cell line: Possible role of leukemia inhibitory factor (LIF). Cytokine. 2011; 56: 608-615.\u00a0 http:\/\/www.sciencedirect.com\/science\/article\/pii\/S1043466611007150<\/a><\/li>\n
  5. Diaz-Solano D, et al. Human olfactory mucosa multipotent mesenchymal stromal cells promote survival, proliferation and differentiation of human hematopoietic cells. Stem Cells and Development 2012 (en prensa<\/em>)<\/li>\n
  6. International Society for Stem Cell Research. www.isscr.org<\/a><\/li>\n
  7. Sullivan M. Banking on cord blood cells. Nature Review Cancer. 2008; 8: 554-563 http:\/\/www.nature.com\/nrc\/journal\/v8\/n7\/pdf\/nrc2418.pdf<\/a><\/li>\n<\/ol>\n

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    En esta edici\u00f3n el Dr. Alexis Mendoza-Le\u00f3n invita al Dr. Jos\u00e9 E. Cardier a escribir en Ventana Molecular. JC es Investigador Titular en el Laboratorio de Patolog\u00eda Celular y Molecular, y Jefe de la Unidad de Terapia Celular del Centro de Medicina Experimental del IVIC. Una de sus l\u00edneas de investigaci\u00f3n est\u00e1 relacionada con el uso de c\u00e9lulas madre en modelos experimentales de enfermedades y el potencial desarrollo de posibles aplicaciones terap\u00e9uticas en pacientes<\/p>\n","protected":false},"author":57,"featured_media":28847,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[11,446],"tags":[],"class_list":["post-28846","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","","category-secciones-de-colaboradores","category-ventana-molecular"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/piel-l.org\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/28846","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/piel-l.org\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/piel-l.org\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/piel-l.org\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/users\/57"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/piel-l.org\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=28846"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/piel-l.org\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/28846\/revisions"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/piel-l.org\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/media\/28847"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/piel-l.org\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=28846"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/piel-l.org\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=28846"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/piel-l.org\/blog\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=28846"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}