13
Àxel Oliveres Hablemos de... Investigación en células madre: aplicaciones potenciales en gastroenterología y hepatología ALFREDO SANTANA a,b , J. ANTONIO REIG b ,ENRIQUE ROCHE b ,NÉSTOR VICENTE b , M. ISABEL ARRIBAS b , BEATRIZ P AREDES b ,P ATRICIA RUIZ b Y BERNAT SORIA b a Unidad Genética. Hospital Materno Infantil. Las Palmas de Gran Canaria. España. b Instituto de Bioingeniería. Universidad Miguel Hernández. Alicante. España. 92 GH CONTINUADA. MARZO-ABRIL 2006. VOL. 5 N. o 2 Puntos clave Las células madre presentan, como características, la capacidad de formar clones que pueden autorregenerarse y diferenciarse en múltiples tipos de tejidos, aunque no pueden formar per se un nuevo ser vivo. La posible aplicación terapéutica de las células madre embrionarias está basada en su extraordinaria capacidad para promover una diferenciación uniforme hacia una población homogénea de células con la función que se pretende restaurar. La regulación del microclima apropiado por parte de las células de los alrededores de la cripta, para asegurar un número adecuado y suficiente de células madre, se lleva a cabo mediante la secreción de factores específicos. Frente al potencial uso terapéutico de células madre endógenas tejido- específicas, el uso de células madre derivadas de otros tejidos (principalmente médula ósea) pueden ser una fuente incluso más eficaz en procesos de terapia celular.

Hablemos de Investigación en células madre - AEEHaeeh.es/wp-content/uploads/2012/05/v5n2a326pdf001.pdf · que permiten la diferenciación de células madre ha-cia un tipo celular

Embed Size (px)

Citation preview

Àxe

l Oliv

eres

Hablemos de...

Investigación en células madre:aplicaciones potenciales en gastroenterología y hepatología

ALFREDO SANTANAa,b, J. ANTONIO REIGb, ENRIQUE ROCHEb, NÉSTOR VICENTEb, M. ISABEL ARRIBASb,BEATRIZ PAREDESb, PATRICIA RUIZb Y BERNAT SORIAb

aUnidad Genética. Hospital Materno Infantil. Las Palmas de Gran Canaria. España.bInstituto de Bioingeniería. Universidad Miguel Hernández. Alicante. España.

92 GH CONTINUADA. MARZO-ABRIL 2006. VOL. 5 N.o 2

Puntos clave

Las célulasmadre presentan,

como características, lacapacidad de formar clonesque pueden autorregenerarse ydiferenciarse en múltiples tipos detejidos, aunque no pueden formar perse un nuevo ser vivo.

La posible aplicación terapéutica de lascélulas madre embrionarias está basada en

su extraordinaria capacidad para promover unadiferenciación uniforme hacia una poblaciónhomogénea de células con la función que se pretenderestaurar.

La regulación del microclima apropiado por parte de lascélulas de los alrededores de la cripta, para asegurar un número

adecuado y suficiente de células madre, se lleva a cabo mediante lasecreción de factores específicos.

Frente al potencial uso terapéutico de células madre endógenas tejido-específicas, el uso de células madre derivadas de otros tejidos (principalmente

médula ósea) pueden ser una fuente incluso más eficaz en procesos de terapia celular.

11_Hablemos.qxd 27/3/06 16:48 Página 92

HABLEMOS DE...Investigación en células madre: aplicaciones potenciales en gastroenterología y hepatología

A. Santana, J.A. Reig, E. Roche, N. Vicente, M.I. Arribas, B. Paredes, P. Ruiz y B. Soria

La investigación en células madre o troncales estápermitiendo el avance en el conocimiento deldesarrollo de un organismo completo a partir deuna sola célula fecundada, así como comprenderalgunos de los mecanismos mediante los cuales losorganismos adultos sanos reparan sus célulasdañadas. Las células madre se definen a través deuna serie de características que las hacen distintasdel resto. Se trata de un grupo de células queforman clones capaces de autorregenerarse ydiferenciarse en múltiples tipos de tejidos, aunque

no pueden formar per se un nuevo ser vivo. Laprimera propiedad supone la capacidad de dividirsede un modo continuo y prácticamente ilimitado, ydar lugar a hijas feno y genotípicamenteindiferenciables. La segunda característica, lapluripotencialidad, indica la capacidad dediferenciarse en múltiples tipos celulares1. Sonmuchas las categorías que se usan para clasificarlaspero, atendiendo exclusivamente a su origen,distinguimos, básicamente, las células madreembrionarias y las células madre adultas.

11_Hablemos.qxd 27/3/06 16:48 Página 93

Tras la fecundación y, una vez completados varios ci-clos de división mitótica, las células totipotentes de-rivadas del cigoto empiezan a especializarse gene-rando una estructura morfológica conocida comoblastocisto, formado por una masa celular interna quedará lugar al embrión propiamente dicho y una capacelular externa o trofoblasto que originará la placenta.Las células madre embrionarias (ESC) de ratón se empeza-ron a aislar hace más de 20 años a partir de la masa celular in-terna de blastocistos de 4-5 días, lo que posibilitó posterior-mente su cultivo in vitro2,3. Estas ESC pueden originarcualquier célula del organismo, incluida la línea germinal; porello, son pluripotentes. Las ESC aisladas pueden expandirse ymantenerse de forma indiferenciada en un medio de cultivoapropiado (fig. 1). El principal reto científico para buscar unaposible aplicación terapéutica a esta extraordinaria capacidades tratar de promover una diferenciación uniforme hacia unapoblación homogénea de células con la función que se pre-tende restaurar en los pacientes potencialmente subsidiariosde trasplante4. Previamente, deberá demostrarse la capacidadregeneradora de estas células diferenciadas en modelos ani-males que reproduzcan la enfermedad en concreto. El hechode que recientemente se haya descubierto la posibilidad deobtención y cultivo de estas células a partir de embriones hu-manos, provenientes de procesos de fertilización asistida, jun-to a la mayor apertura legal en muchos países, como el nues-

94 GH CONTINUADA. MARZO-ABRIL 2006. VOL. 5 N.o 2

HABLEMOS DE...Investigación en células madre: aplicaciones potenciales en gastroenterología y hepatologíaA. Santana, J.A. Reig, E. Roche, N. Vicente, M.I. Arribas, B. Paredes, P. Ruiz y B. Soria

tro, ha incrementado las expectativassobre la posible utilización clínica delas ESC5.La creación de bancos de células inmu-

notipadas, para poder elegir la mayorcompatibilidad posible antes de un tras-

plante y naturalmente la administración deuna terapia inmunosupresora, son las principa-

les vías para enfrentarse a un posible rechazo. Unaalternativa sería la creación de líneas de ESC humanas autólo-gas mediante transferencia nuclear, fusionando el núcleo deuna célula somática del paciente con el óvulo de una donante,al que previamente se ha extraído su núcleo; la célula híbridaresultante, tras ser activada, podría ser capaz de dar los prime-ros pasos de división y diferenciación que, supuestamente, de-ben desembocar en la formación de un preembrión del que sepodrían obtener células pluripotentes para la obtención de di-ferentes tipos celulares mediante diferenciación dirigida in vi-tro: es lo que se conoce como clonación terapéutica. En el pro-ceso de transferencia nuclear se produce una reprogramacióngenética que convierte esta célula híbrida en una célula totipo-tente6, capaz de iniciar el desarrollo embrionario que podríaevolucionar in vitro hacia la diferenciación de distintos tiposcelulares funcionales, con la particularidad de que tendrían ladotación genética del paciente y podrían ser trasplantados sinrechazo.

Células madre embrionarias

Células madre somáticas o adultas

Las células ma-dre presentan, como

características, la capaci-dad de formar clones que

pueden autorregenerarse ydiferenciarse en múltiplestipos de tejidos, aunqueno pueden formar per

se un nuevo servivo.

Figura 1. Células madreembrionarias aisladas ycultivadas in vitro enpresencia de fibroblastos(A) y en su ausencia (B).

A B

Las células madre somáticas o adultas (ASC) permi-ten mantener la homeostasis y la integridad celularde los diferentes órganos y tejidos a lo largo denuestra vida. Estas células son altamente indife-renciadas y se caracterizan por su capacidad deautorreplicación y diferenciación. Este peculiarproceso puede realizarse de 2 formas: mediantedivisión asimétrica, cuando tras cada ciclo se origi-nan 2 células distintas: una idéntica a la célula madrede la que procede, que permite la autorreplicación, yotra más diferenciada, con distinto fenotipo, que puede ser

una célula en estado transitorio, comprometida haciauna célula madura determinada. La otra posibilidad

es mediante división simétrica. En este caso, la cé-lula troncal puede proliferar o diferenciarse de-pendiendo del estímulo que reciba. Este sistemaes más flexible, pues el medio extracelular y lascondiciones fisiopatológicas permiten regular el

tamaño de la población de células troncales precur-soras y la correspondiente progenie de células dife-

renciadas. Un importante concepto referido reciente-mente a la potencialidad de las ASC es el de “plasticidad”, por

Atendiendoexclusivamente a

su origen, se diferen-cia entre las célulasmadre embrionarias

y las células ma-dre adultas.

11_Hablemos.qxd 27/3/06 16:48 Página 94

GH CONTINUADA. MARZO-ABRIL 2006. VOL. 5 N.o 2 95

HABLEMOS DE...Investigación en células madre: aplicaciones potenciales en gastroenterología y hepatología

A. Santana, J.A. Reig, E. Roche, N. Vicente, M.I. Arribas, B. Paredes, P. Ruiz y B. Soria

el que se propone que el destino de estas células –quedan lugar a uno o varios tipos de células diferencia-das– es más flexible de lo que inicialmente se su-ponía y puede variar en función de determinadascondiciones7.Las ASC, principalmente las procedentes de lamédula ósea, se consideran en la actualidad lafuente principal de células con capacidad pararegenerar ciertos tejidos. De hecho, fueron lasprimeras en utilizarse en la práctica clínica comomedicina regenerativa, una nueva disciplina queestudia el uso de células para regenerar tejidos y ór-ganos dañados, como una alternativa al trasplante de ór-ganos. A pesar de su menor capacidad proliferativa con res-pecto a las ESC, las ASC son consideradas, en la actualidad,

como una alternativa más cercana a la terapéuticaen determinados casos, sobre todo por la posi-

bilidad de utilizarse en autotrasplantes, loque evitaría problemas asociados con el re-chazo inmunológico. Para algunos de estostratamientos ya se han iniciado ensayosclínicos con éxito, por ejemplo en la rege-neración miocárdica utilizando ASC delpropio paciente8.

La investigación con ambos tipos de célulastroncales, ESC y ASC, es complementaria y

debería avanzar en paralelo pues, difícilmente,ninguno de los 2 tipos celulares por separado pue-

da representar la única alternativa capaz de solucionar to-das las posibles enfermedades susceptibles de terapia celular.

Como se ha comentado, por definición, las célu-las madre (o células troncales) tienen la capaci-dad de proliferar y diferenciarse, dando lugara distintos tipos celulares. Esta capacidadde diferenciación puede ser limitada, comoes el caso de las ASC, consideradas comomultipotentes, ya que pueden generar insitu sólo algunos tipos celulares o muchomás versátil, como en las ESC, que sonpluripotentes, es decir, pueden originarcualquiera de las más de 200 clases de célu-las distintas que componen un organismo. Lamayoría de las células que constituyen nuestroorganismo son células somáticas, diferenciadas, quecumplen una función determinada para nuestrasupervivencia. El daño diario que afecta a los te-jidos y que supone una pérdida constante decélulas, en algunos casos, se contrarresta porsimple división celular, como ocurre con loshepatocitos del hígado; en otros, no obstante,este daño se revierte gracias exclusivamente ala presencia de ASC. Esta población quiescentey difícil de localizar, por falta de marcadores celu-lares específicos, se activa en condiciones de dañocelular, iniciándose un proceso de división y dife-renciación que permite regenerar constante-mente los distintos tipos celulares que com-ponen los tejidos9. En algunos casos como,por ejemplo, en el epitelio intestinal, esteproceso tiene una gran actividad debido alrápido recambio celular. Sin embargo, enotros tejidos de lenta regeneración, comocerebro, corazón o páncreas, el proceso esmenos evidente.Existen múltiples estrategias experimentalesque se han desarrollado durante los últimos añosque permiten la diferenciación de células madre ha-cia un tipo celular concreto. Es éste un campo de intensainvestigación y base fundamental en el área de la bioingeniería

o ingeniería tisular, cuya misión es la de encontrarprotocolos eficaces de diferenciación de células

madre en la búsqueda de su potencial uso fu-turo en terapia celular. De un modo simplistapueden clasificarse en 3 grandes categorías,si bien en la mayoría de los casos es necesa-ria la combinación inteligente de ellos paralograr la diferenciación efectiva hacia un li-naje específico.

Protocolos de selección mediantegating o cell trapping

Se basan en la expresión de genes transfectadosque confieren una ventaja selectiva a un determinadogrupo de células. De este modo, se usan constructos de

ADN especialmente diseñados para obtener resis-tencia a antibióticos (p. ej., higromicina, puromici-na) o la expresión de proteínas fluorescentes (p. ej.,GFP) bajo el control de promotores tejido-especí-ficos. En teoría, esta estrategia permite la obten-ción de cultivos puros de precursores o células dife-

renciadas a partir de ESC10.

Métodos coaxialesEsta aproximación usa una estrategia de diferen-

ciación directa, basada en la adición de facto-res de crecimiento específicos o modificando

las condiciones de cultivo11. La aplicaciónde esta tecnología, generalmente, necesitade amplios conocimientos en embriogé-nesis.

Estrategias direccionalesMediante la transfección de ADN com-

plementario bajo el control de determinadospromotores se puede lograr la expresión cons-

titutiva o regulada de factores de transcripciónclave en el proceso de desarrollo o funcionalidad del

tejido en cuestión11.

Células madre y diferenciación celular

La posible apli-cación terapéutica de

las células madre embrio-narias está basada en su ex-traordinaria capacidad parapromover una diferenciaciónuniforme hacia una población

homogénea de células conla función que se preten-

de restaurar.

Un importanteconcepto referido a la

potencialidad de las célulasmadre adultas es el de “plastici-dad”, por el cual se propone que

el destino de estas células, dandolugar a uno o varios tipos de célu-las diferenciadas, es más flexiblede lo que inicialmente se supo-

nía y puede variar en fun-ción de determinadas

condiciones.

Para crear tole-rancia inmunológica en

el trasplante de células ma-dre embrionarias se puede re-

currir a la creación de líneas hu-manas autólogas mediante

transferencia nuclear, fusionandoel núcleo de una célula somática

del paciente con el óvulo deuna donante, al que previa-

mente se ha extraídosu núcleo.

Lascélulas madre

adultas permitenmantener la homeos-

tasis e integridad celu-lar de los diferentesórganos y tejidos alo largo de nues-

tra vida.

11_Hablemos.qxd 27/3/06 16:48 Página 95

96 GH CONTINUADA. MARZO-ABRIL 2006. VOL. 5 N.o 2

HABLEMOS DE...Investigación en células madre: aplicaciones potenciales en gastroenterología y hepatologíaA. Santana, J.A. Reig, E. Roche, N. Vicente, M.I. Arribas, B. Paredes, P. Ruiz y B. Soria

El epitelio intestinal de mamíferos es una monocapa de cé-lulas que sirve de barrera selectiva entre el lumen del tractogastrointestinal y los tejidos internos. Dos estructuras –villi ycriptas– se repiten a lo largo y ancho de la mucosa del intes-tino delgado, aunque al llegar al colon el diseño se simplificay son sólo las criptas las que tapizan sus paredes.Mientras los villi son proyecciones hacia el lumendel intestino, las criptas son invaginaciones enla base de las cuales se localizan las célulasmadre del epitelio intestinal (fig. 2). Las cé-lulas madre dan lugar a las células progeni-toras de los principales tipos celulares queforman dicho epitelio: células enteroendo-crinas que secretan factores de crecimiento;células de Goblet secretoras de mucus; ente-rocitos, los más abundantes, dedicados a la ab-sorción de nutrientes y, en el caso del intestinodelgado, células de Paneth, que completan su dife-renciación en la base de las criptas y tienen como fun-ción la de secretar péptidos antimicrobióticos, enzimas di-gestivas y factores de crecimiento.Excepto en el caso de las células de Paneth, las criptas estánformadas, en su mayor parte, por células poco diferenciadas

que muestran altas tasas de profileración. Según asciendenpor el eje cripta-villi se diferencian de tal manera que las cé-lulas que forman los villi completamente diferenciadas mue-ren y se desprenden del epitelio cuando llegan al extremo su-perior de éste, y finalmente son excretadas junto con el resto

de materia fecal. Teniendo en cuenta que en humanos,la duración aproximada de una célula, desde que

nace en la base de la cripta hasta que muere ypasa al lumen del tracto gastrointestinal, es de5 a 7 días, el epitelio intestinal es uno de lostejidos con mayor tasa de regeneración delorganismo, dotado de células pluripotencia-les capaces de regenerar el tejido por com-pleto más de 4.000 veces durante la vida de

un individuo12,13. Las células madre se locali-zan en la base de las criptas del colon y cerca

de la base de las criptas del intestino delgado, ro-deadas de células de Paneth14. El número de células

madre por cripta ha sido y es objeto de discusión. Llegara una conclusión no parece tarea fácil, debido, en parte, a losmodelos utilizados y a la dificultad que conlleva interpretarlos datos a partir de éstos. Algunos investigadores defiendenque la mayoría de las células proliferativas que forman la

Células madre intestinales

Figura 2. Representación esquemática de una cripta y de los factores que se supone que influyen en el mantenimiento del nicho delas células madre intestinales (A). Fragmento de mucosa de colon humano mostrando las criptas de Lieberkhum (B superior) ycélulas en cultivo procedentes de una cripta (B inferior).

BA

En el intestino,las células madre dan

lugar a las células proge-nitoras de los principales ti-pos celulares que forman di-

cho epitelio: célulasenteroendocrinas, células

caliciformes, enteroci-tos y células de

Paneth.

11_Hablemos.qxd 27/3/06 16:48 Página 96

GH CONTINUADA. MARZO-ABRIL 2006. VOL. 5 N.o 2 97

HABLEMOS DE...Investigación en células madre: aplicaciones potenciales en gastroenterología y hepatología

A. Santana, J.A. Reig, E. Roche, N. Vicente, M.I. Arribas, B. Paredes, P. Ruiz y B. Soria

cripta deberían ser consideradas como células madre; estaaproximación incluiría el 60% de todas las células de lacripta. Otros autores15, sin embargo, apuestan poruna cripta monoclonal, es decir, una sola célulamadre por cripta a partir de la cual se originarí-an todas las demás células. También se ha pro-puesto una situación intermedia, indicando unnúmero aproximado de 4-6 progenitores delarga vida por cripta16. Las células madre quemueren son reemplazadas por otras adyacenteso por sus células hijas inmediatas, capaces dedesdiferenciarse para regenerar el compartimen-to de sus progenitores en caso de que sea necesa-rio. Este segundo grupo de células pluripotencialesprocedentes de las células madre se desplaza a la zonade proliferación situada justo por encima de la base de lacripta. Hay, seguramente, una pérdida gradual de pluripoten-cialidad según se asciende por las paredes de la cripta, origi-nando un pool de células muy poco diferenciadas capaces devolver al estadio de célula madre. También se aprecia unamayor tasa de proliferación en esta zona intermedia de lacripta que la que muestran las células madre en la base. Elestado indiferenciado en el que se mantienen las células ma-dre del epitelio intestinal parece estar controladopor factores secretados por las células vecinaso por la propia matriz extracelular. Experi-mentos realizados por Bjerknes yCheng17,18 demuestran que las célulasmadre deben salir de la base de lacripta para comenzar a diferenciarse.Tanto es así que incluso las célulasde Paneth, localizadas en la base dela cripta junto con las células madre,provienen de precursores que comien-zan a diferenciarse tras migrar hacia lazona proliferativa, volviendo a bajarposteriormente para regenerar las célulasde Paneth de la base. Estos hechos sugierenla existencia de un microambiente o “nicho” es-pecífico, generado por factores localizados en la base dela cripta, que mantienen el estado indiferenciado delas células. Es poco lo que se conoce sobre este ni-cho, sin embargo, sí se sabe que son varios losfactores que parecen desempeñar un papel fun-damental en su mantenimiento. Aparte de lasproteínas de la matriz, las células vecinas pare-cen participar en el mantenimiento del nichode las células madre epiteliales, secretando fac-tores que modulan la proliferación y la diferen-ciación del epitelio intestinal.Tal vez, neuronas entéricas y células enteroendo-crinas tengan un papel determinante en el manteni-miento del estado indiferenciado de las células madre dela cripta (fig. 2).Aun con todo, las células madre intestinales no han sidoidentificadas, aisladas, ni cultivadas in vitro, debido entreotras razones a la dificultad del cultivo primario prolonga-

do, así como a la falta de marcadores molecu-lares específicos. En los últimos años, se

han ido identificando moléculas queparecen expresarse con cierta especi-

ficidad en la célula madre intesti-nal. Así, buenos candidatos, almenos para la célula madre intes-tinal murina, pueden ser implica-dos en la ruta de señalizaciónWnt como la betacatenina nucle-ar19 y otros20 como Musashi-1 y

Hes-1. Hes-1 es un factor detranscripción relacionado con el

mantenimiento del estado indiferen-ciado y marcador de células indiferencia-

das en muchos tejidos; Musashi-1 se expresapreferentemente en progenitores neuronales21. Parece

ser que las células madre de la cripta expresarían los 2 mar-cadores mientras que progenitores más diferenciados solo semostrarían positivos para Hes-1.Aunque todavía lejos de comprender el intrincado mecanis-mo que mantiene el nicho de las células madre intestinales,estudios como el de Kayahara et al20 pueden ser determinan-

tes para seguir el progreso de estas células tanto in vivocomo in vitro y, de esta forma, descubrir cuál es la

aportación de cada uno de los factores que inter-vienen en el mantenimiento del pool de células

indiferenciadas.La regulación del microclima apropiado porparte de las células de los alrededores de lacripta, para asegurar un número adecuadoy suficiente de células madre, suele llevarsea cabo mediante la secreción de factoresespecíficos. Algunos de estos factores son

de crecimiento que, en muchos casos, cum-plen la función de promover la regeneración

tras producirse un daño en el epitelio. Estudiosrealizados in vitro e in vivo muestran el efecto de

diferentes factores sobre la capacidad proliferativa decélulas procedentes del epitelio intestinal: insulina,

factor de crecimiento similar a la insulina tipo 1(IGF-1), factor de crecimiento epitelial

(EGF), factor de crecimiento de transfor-mación (TGF) β y factor de crecimientoderivado de las plaquetas (PDGF) pro-mueven la proliferación de células proce-dentes de criptas de ratón en cultivo22. Elfactor de crecimiento de los queratinoci-tos (KGF) incrementa el número de célu-

las madre del epitelio intestinal in vivo23.Los fibroblastos intestinales24 promueven la

proliferación en líneas celulares del epitelioprincipalmente, a través del factor de crecimiento

de los hepatocitos (HGF). Por otra parte, el stem cell factor(SCF) y el factor de crecimiento de los tipo 2 (FGF-2) pro-tegen a las células madre del intestino del efecto de las radia-ciones ionizantes25.

La capacidad dediferenciación de las célu-

las madre puede ser limitada,como es el caso de las adultas,

consideradas multipotentes, ya quepueden generar in situ sólo algunos

tipos celulares, o mucho más versátil,como en las embrionarias, que sonpluripotentes, es decir, que puedenoriginar cualquiera de las más de

200 clases de células distintasque componen un orga-

nismo.

La regulación delmicroclima apropiado

por parte de las célulasde los alrededores de la

cripta, para asegurar un nú-mero adecuado y suficientede células madre, se lleva a

cabo mediante la secre-ción de factores es-

pecíficos.

Se contempla laposibilidad de regenera-

ción de órganos defectuososmediante el autotrasplante de cé-

lulas madre procedentes de médulaósea, previamente manipuladas, evi-tando de este modo el rechazo al in-

jerto. La disponibilidad de material, sufácil acceso quirúrgico y la ausencia

de conflictos éticos están hacien-do que la investigación en este

campo sea potente y pro-ductiva.

11_Hablemos.qxd 27/3/06 16:48 Página 97

Uso terapéutico de las células madre

Mediante los avances en el aislamiento y cul-tivo de células madre intestinales sería posi-ble pensar en su purificación, con funciónpreservada, para posterior reconstituciónde epitelios intestinales dañados median-te el trasplante a pacientes. Muchos pro-blemas habrán de resolverse en esta áreaconcreta derivados no sólo de cuestionestécnicas, sino del paupérrimo conocimien-to actual sobre la célula madre intestinal y laexpresión de marcadores específicos, en mu-chos casos íntimamente unidos a procesos de carci-nogénesis de novo26. Frente al uso de células madreendógenas tejido específicas, estudios recientes27

revelan que células madre derivadas de otros teji-dos pueden ser una fuente incluso más eficaz enprocesos de terapia celular. La médula ósea es untejido complejo compuesto básicamente de 2clases de células madre: las células madre hemato-poyéticas (HSC) y las células madre mesenquima-les (MSC). Las MSC son células no hematopoyéti-cas que, en realidad, pueden considerarse como tejidoshematopoyéticos (fig. 3). Desde hace varios años se hacomprobado el alto grado de plasticidad de estas células, quepueden ser diferenciadas hacia células de linaje meso, ecto yendodérmico como osteoblastos28, adipocitos29, cardiomio-citos30, neuronas31 así como células epiteliales hepáticas invivo32,33. Por todo ello, la visión convencional de la médulaósea se va rechazando progresivamente a favor de su altogrado de plasticidad. Las características y potencial de lasMSC sugieren que estas células madre serán un punto departida fundamental en el naciente campo de la medicina re-generativa. Aunque queda mucho por andar, se comienza avislumbrar la posibilidad de regeneración de órganos defec-tuosos mediante el autotrasplante de células madre proce-dentes de médula ósea, previamente manipuladas, evitando

de este modo el rechazo al injerto, habitual caballode batalla en los alotrasplantes. En este sentido,

destaca el trabajo de Lagasse et al32 en el que,usando un modelo de ratón que reproduce la ti-rosinemia tipo I humana, logran rescatar el fallohepático mediante el trasplante de células ma-dre purificadas de médula ósea. En la misma lí-nea, Krause et al34 lograron demostrar la presen-

cia de células epiteliales derivadas de médula óseaen el tracto gastrointestinal de ratones 11 meses

después del trasplante de células mesenquimales. Enhumanos destacan varios trabajos35,36 que logran

mostrar evidencia clínica de que células madreprocedentes de médula ósea contribuyen efi-

cazmente a la regeneración epitelial de la úl-cera gástrica.De entre otras células troncales somáticascon plasticidad suficiente como para ser sus-ceptibles de permitir su diferenciación y uso

en gastroenterología destaca sobremanera laspresentes en tejido adiposo (fig. 3). La disponi-

bilidad de material, su fácil acceso quirúrgico y laausencia de conflictos éticos, está haciendo que la in-

vestigación en este campo sea potente y productiva. En elcampo de la patología digestiva, cabe mencionar su uso en eltratamiento de fístulas rectovaginales en pacientes afectadas dela enfermedad de Crohn. El trasplante autólogo de célulasmadre procedentes de lipoaspirados ha permitido comprobarsu eficacia in vivo37,38.Otras fuentes celulares alternativas para la terapia celular he-pática, en concreto, incluyen las células progenitoras adultasmultipotentes (MAPC) o los hepatocitos fetales39. Reciente-mente se ha demostrado que células mesenquimales proce-dentes de sangre de cordón umbilical humano retienen poten-cial hepatogénico con utilidad en terapia celular futura enenfermedades hepáticas de origen genético o adquiridas40.

98 GH CONTINUADA. MARZO-ABRIL 2006. VOL. 5 N.o 2

HABLEMOS DE...Investigación en células madre: aplicaciones potenciales en gastroenterología y hepatologíaA. Santana, J.A. Reig, E. Roche, N. Vicente, M.I. Arribas, B. Paredes, P. Ruiz y B. Soria

Figura 3. Células madre adultas humanas aisladas y cultivadas por nuestro grupo: derivadas de médula ósea (A) y de tejidoadiposo (B).

BA

Frenteal potencial uso

terapéutico de célulasmadre endógenas tejido-

específicas, estudios recien-tes revelan que células madre

derivadas de otros tejidospueden ser una fuente in-cluso más eficaz en pro-

cesos de terapia ce-lular.

Lascélulas madre

adultas proceden-tes de la médula ósea

se consideran la fuenteprincipal de célulascon capacidad para

regenerar ciertostejidos.

11_Hablemos.qxd 27/3/06 16:48 Página 98

GH CONTINUADA. MARZO-ABRIL 2006. VOL. 5 N.o 2 99

HABLEMOS DE...Investigación en células madre: aplicaciones potenciales en gastroenterología y hepatología

A. Santana, J.A. Reig, E. Roche, N. Vicente, M.I. Arribas, B. Paredes, P. Ruiz y B. Soria

En resumen, el trasplante de células madre o derivados es unode los retos más importantes que roza, en la actualidad, lasfronteras de la medicina. Aunque las células madre tienen elpotencial suficiente como para corregir y convertir en irrever-sible el daño celular, múltiples puntos deben resolverse aúnpara permitir una aplicación clínica segura y efectiva de proce-dimientos de terapia celular.

AgradecimientoQueremos expresar nuestro sincero agradecimientoal Dr. Adolfo Parra y, por extensión, a todos losmiembros del Servicio de Digestivo del HospitalUniversitario de Canarias. Especial mención a En-carna Fuster, por su inestimable eficacia en todas lastareas técnicas y de apoyo.

Conclusiones

Bibliografía

1. Watt F, Hogan B. Out of eden: stem cells and their niches. Science. 2000;287:1427-30.

2. Martin G. Isolation of a pluripotent cell line from early mouse embryos cultured inmédium conditioned by teratocarcinoma stem cells. Proc Natl Acad Sci USA.1981;78:7634-8.

3. Evans M, Kaufman M. Establishment in culture of pluripotential cells from mouseembryos. Nature. 1981;292:154-6.

4. Turksen K. Embryonic stem cells: methods and protocols. Totowa: Humana Press;2002.

5. Smith AG. Embryo-derived stem cells: of mice and men. Ann Rev Cell Dev Biol.2001;17:435-62.

6. Hochedlinger K, Jaenisch R. Nuclear transplantation, embryonic stem cells and thepotential for cell therapy. N Eng J Med. 2003;349:275-86.

7. Wagers AJ, Weissman IL. Plasticity of adult stem cells. Cell. 2004;116:639-48.8. Herreros J, Prosper F, Pérez A, et al. Autologous intramyocardial injection of cultu-

red skeletal muscle-derived stem cells in patients with non-acute myocardial infarc-tion. Eur Heart J. 2003;24:2012-20.

9. Potten CS. Stem cells. Londres: Academic Press; 1997.10. Soria B, Roche E, Berná G, León-Quinto T, Reig JA, Martín F. Insulin-secreting

cells derived from embryonic stem cells normalize glicemia in streptozotocin-indu-ced diabetic mice. Diabetes. 2000;49:157-62.

11. Roche E, Santana A, Vicente-Salar N, Reig J. From stem cells to insulin-producingcells: towards a bioartificial endocrine pancreas. PanMinerva Medica. 2005;47:39-51.

12. Marsman E, Booth C, Potten CS. The intestinal epithelial item cell. Bioessays.2002;24:91-8.

13. Spradling A, Drummond-Barbosa D, Kai T. Stem cells find their niche. Nature.2001;414:98-104.

14. Bach SP, Renehan AG, Potten CS. Stem cells: the intestinal item cell as a para-digm. Carcinogenesis. 2000;21:469-76.

15. Mills JC, Gordon JI. The intestinal stem cell niche: three grows the neighborhood.Proc Natl Acad Sci USA. 2001;98:12334-6.

16. Bjerknes M, Cheng H. Clonal analysis of mouse intestinal progenitors. Gastroente-rology. 1999;116:7-14.

17. Bjerknes M, Cheng H. The stem cell zone of the mouse intestinal epithelium I.Evidence from Paneth cells in the adult mouse. Am J Anat. 1981;160:51-64.

18. Bjerknes M, Cheng H. The stem cell zone of the mouse intestinal epithelium III.Evidence from columnar, enteroendocrine and mucous cells in the adult mouse.Am J Anat. 1981;166:77-92.

19. Van de Wetering M, Sancho E, Verweij C, et al. The beta-catenin/TCF-4 compleximposes a crypt progenitor phenotype on colorectal cancer cells. Cell. 2002;111:241-50.

20. Kayahara T, Sawada M, Takaishi S, et al. Candidate markers for stem and early pro-genitor cells, Musashi-1 and Hes-1, are expressed in crypt base columnar cells ofmouse small intestine. FEBS Lett. 2003;535:131-5.

21. Kayahara T. Candidate markers for stem and early progenitor cells, Musashi-1 andHes1, are expressed in crypt base columnar cells of mouse small intestine. FEBSLett. 2003;535:131-5.

22. Booth C, Evans GS, Potten CS. Growth factor regulation of proliferation in pri-mary cultures of small intestinal epithelium. In Vitro Cell Dev Biol Anim. 1995;31:234-43.

23. Potten CS, O’Shea JA, Farell CL, Rex K, Booth C. The effects of repeated doses ofkeratinocyte growth factor on cell proliferation in the cellular hierarchy of thecrypts of the murine small intestine. Cell Growth Differ. 2001;12:265-75.

24. Goke M, Kanai M, Podolsky DK. Intestinal fibroblasts regulate intestinal epithelialcell proliferation via hepatocyte growth factor. Am J Physiol. 1998;274:809-18.

25. Houchen CW, George RJ, Sturmoski MA, Cohn SM. FGF-2 enhances intestinalstem cell survival and its expresión is induced after radiation injury. Am J Physiol.1999;276:249-58.

26. Nicolas M, Wolfer A, Raj K, et al. Notch1 functions as a tumor suppressor in mou-se skin. Nat Genet. 2003;33:416-21.

27. Verfaillie C. Adult stem cells: assessing the case for pluripontency. Trends Cell Biol.2002;12:502-8.

28. Chen TL, Shen W, Kraemer F. Human BMP-7/OP-1 induces the growth and dif-ferentiation of adipocytes and osteoblasts in bone marrow stromal cell cultures. JCell Biochem. 2001;2:187-99.

29. Porter R, Huckle W, Goldstein A. Effect of dexamethasone withdrawal on osteo-blastic differentiation of bone marrow stromal cells. J Cell Biochem. 2003;1:13-22.

30. Orlic D, Kajstura J, Chimenti S, et al. Bone marrow cells regenerate infarcted myo-cardium. Nature. 2001;410:701-5.

31. Wislet-Gendebien S, Leprince P, Moneen G. Regulation of neural markers nestinand GFAP expresión by cultivated bone marrow stromal cells. J Cell Sci. 2003;16:3295-302.

32. Lagasse E, Connors H, Al-Dhalimy M, et al. Purified hematopoietic stem cells candifferentiate into hepatocytes in vivo. Nat Med. 2000;6:1229-34.

33. Schwartz R, Reyes M, Koodie L, et al. Multipotent adult progenitor cells from bo-ne marrow differentiate into functional hepatocyte-like cells. J Clin Invest. 2002;10:1291-302.

34. Krause D, Thiese N, Collector M, et al. Multi-organ, multilineage engraftment by asingle bone marrow-derived stem cell. Cell. 2001;105:369-77.

35. Okamoto R, Yajima T, Yamazaki M, et al. Damaged epithelia regenerated by bonemarrow-derived cells in the human gastrointestinal tract. Nat Med. 2002;8:1011-7.

36. Matsumoto T, Okamoto R, Yajima T, et al. Increased of bone marrow-derived se-cretory lineage epithelial cells during regeneration in the human intestine. Gastro-enterology. 2005;128:1851-67.

37. García-Olmo D, García-Arranz M, García LG. Autologous stem cell transplanta-tion for treatment of rectovaginal fistula in perianal Crohn’s disease: a new cell-ba-sed therapy. Int J Colorectal Dis. 2003;18:451-4.

38. García-Olmo D, García-Arranz M, Herreros D. A phase I clinical trial of the tre-atment of Crohn’s fistula by adipose mesenchymal stem cell transplantation. DisColon Rectum. 2005;48:1416-23.

39. Guettier C. Which stem cells for adult liver. Ann Pathol. 2005;25:33-44.40. Hyunhung S, Gang E, Jeng J, et al. In vitro differentiation of human umbilical cord

blood-derived mesenchymal stem cells into hepatocyte-like cells. BBRC.2005;20:1153-61.

11_Hablemos.qxd 27/3/06 16:48 Página 99

El primer volumen de la serie está dedicadoal esófago y el estómago, y proporciona losconocimientos necesarios para un abordajegeneral del diagnóstico y el manejo de lospacientes con patología del tracto digestivosuperior. En este volumen se han utilizadonumerosos algoritmos y tablas que permitenal médico hacer diagnósticos diferencialesútiles y planificar el tratamiento de suspacientes.

Enfermedad por reflujogastroesofágico • Otras causasde esofagitis • Esófago de Barrett • Trastornos de lamotilidad esofágica • Disfagia de transferencia • Anillos,membranas, estenosis y divertículos esofágicos • Cáncerde esófago • Gastritis por Helicobacter pylori y otrasinfecciones gástricas • Enfermedad ulcerosa péptica •Gastroparesia y otras anomalías de la motilidad gástrica• Dispepsia no ulcerosa • Cuerpos extraños en el tractodigestivo superior • Cáncer gástrico, linfoma gástrico ycarcinoidesdel estómago

220 páginas • ISBN: 84-8174-820-X

Esófago y estómagoKatzka D.A., Metz D.C.

Este volumen, el segundo, está dedicado alintestino delgado y el intestino grueso,órganos multifuncionales con una importantefunción al ser responsables de la absorción denutrientes, agua y electrólitos, por lo quealteraciones de cualquiera de sus componentesanatómicos y fisiológicos dan lugar a estadospatológicos. En esta obra se revisan lasentidades nosológicas más comunes asociadascon el tracto intestinal, como colitis ulcerosa,enfermedad de Crohn, diarrea aguda ycrónica, neoplasias, intestino irritable, entreotras.

Anomalías de la organogénesis gastrointestinal •Evaluación de la diarrea aguda • Evaluación de la diarreacrónica • Colitis ulcerosa • Enfermedad de Crohn •Evaluación de la malabsorción y de la maladigestión •Enfermedad diverticular • Síndromes de poliposisintestinal y cáncer colorrectal hereditario • Neoplasiacolorrectal • Trastornos de la motilidad del intestinodelgado y del colon • Isquemia mesentérica y trastornosvasculares intestinales • Síndrome del intestino irritable •Enfermedades anorrectales

320 páginas • ISBN: 84-8174-821-8

Conducto hepatobiliary páncreasReddy K.R., Long W.B.

COLECCIÓN LOS REQUISITOS EN G

Esta serie se divide en cuatro volúmenes interrelacionados, aborda de una manera concisa y completa los conocimientosesenciales en gastroenterología y hepatología: desde la fisiopatología y eldiagnóstico, incluyendo el diagnóstico diferencial,al manejo y tratamiento basado en la evidencia de los distintos trastornos gastrointestinales, hepáticos y pancreáticos

ANUNCI ELS GASTRO 27/3/06 16:59 Página 1

Intestino gruesoy delgadoLichtenstein G.R., WU, G.D.

El cuarto volumen de la serie, dedicado a laendoscopia y radiología gastrointestinal,revisa las principales áreas de los estudios deimagen en gastroenterología y hepatología,conocimiento de gran importancia para elespecialista, ya que su empleo es fundamentalen la práctica moderna de lagastroenterología, pues, sin la capacidad dediagnosticar la patología y la ayuda visualpara tratarla definitivamente, no se podríanpracticar muchos tratamientos ni aplicar elconocimiento que han posibilitado losrecientes avances en la ciencia básica.

Endoscopia superior • Colonoscopia • Endoscopia delintestino delgado • Ecografía endoscópica •Colangiopancreatografía retrógrada endoscópica •Radiología con contraste • Aplicación clínica de laresonancia magnética en el abdomen • Tratamientopercutáneo de la obstrucción biliar • Tomografíacomputerizada y ecografía de abdomen y tubodigestivo

220 páginas • ISBN: 84-8174-819-6

Endoscopia y radiologíagastrointestinalGinsberg G.G., Kochman M.L.

Este volumen, el tercero de la serie, estádedicado al hígado, árbol biliar, vesícula biliar ypáncreas. Comienza con una evaluación delhígado y su histopatología. A continuaciónpresenta la hepatitis vírica, la enfermedadhepática alcohólica y no alcohólica, y lasenfermedades hepáticas metabólicas. Estoscapítulos proporcionan una base para loscapítulos sobre las enfermedadesautoinmunitarias, los trastornos vasculares y lainsuficiencia hepática. También se tratan lostumores hepáticos benignos y malignos. Lasección hepatobiliar concluye con las infeccionesno víricas y el trasplante hepático. Los capítulossobre enfermedades pancreáticas tratan de laetiología, fisiopatología, diagnóstico ytratamiento de la pancreatitis aguda y crónica.

Evaluación del hígado • Anatomía patológica del hígado •Hepatitis vírica aguda y crónica • Enfermedad hepáticaalcohólica y enfermedad hepática grasa no alcohólica •Enfermedades hepáticas metabólicas • Cirrosis biliarprimaria, colangitis esclerosante primaria y hepatitisautoinmunitaria • Trastornos vasculares del hígado •Insuficiencia hepática fulminante • Tumores sólidos yquísticos benignos del hígado • Carcinoma hepatocelular •Infecciones hepáticas no víricas • Trasplante hepático •Etiologías de la pancreatitis aguda y crónica • Fisiopatologíade la pancreatitis • Diagnóstico de pancreatitis •Tratamiento de la pancreatitis aguda y crónica • Neoplasiaspancreáticas • Cirugía del páncreas

350 páginas • 84-8174-822-6

ITOS EN GASTROENTEROLOGÍA

Tel.: 91 431 01 02www.elsevier.es

ANUNCI ELS GASTRO 27/3/06 16:59 Página 2

Personalización de contenidosLo que realmente te interesacomo tú quieres

Líderes en gestión del conocimiento médico en castellano

Publicaciones de editorial Doyma Agenda Médica Buscador de recursos médicos Webteca Noticias del ámbito sanitario Biblioteca Hemeroteca de las más prestigiosas publicaciones internacionales

www.doyma.es

WEB doyma 2carteles 21X297 30/6/05 15:39 Página 33

Programa de formación continuadacon contenidos visuales y prácticos

que le ahorrarán tiempoTODO VENTAJAS

A QUIÉN VA DIRIGIDO

• 6 números/año. • Contenido adicional en internet (actualizaciones y revisiones cada dos años).• Curso acreditado.• CD.• Privilegios Doyma 2005 (descuentos en artículos de informática, electrónica, libros, viajes).• Sorteos.• Área exclusiva del suscriptor en internet.

• Es el programa oficial de formación continuada de la Asociación Española de Gastroenterología (AEG) y la Asociación Española para el Estudio del Hígado (AEEH).• Se presenta en formato multiplataforma. Hay una edición impresa y otra electrónica que utiliza todas las ventajas multimedia que ofrece internet. En esta última, los artículos son revisados y actualizados cada dos años.• Cada uno de los números trata un tema monográfico de forma detallada. El resto de secciones están dirigidas a desarrollar revisiones de técnicas diagnósticas, actualizaciones de tratamientos, guías de manejo clínico, implicaciones clínicas de la investigación básica, temas de otras especialidades y artículos de opinión sobre temas candentes.• Todos los artículos son tratados de forma atractiva, clara, cómoda y con una novedosa secuencia visual (cuadros de puntos clave, lectura rápida, bibliografías con indicadores específicos).• PROGRAMA ACREDITADO.

A todos los especialistas en gastroenterología, hepatología, aparato digestivo, internistas y médicosde familia que desean mejorar su competencia profesional a través de una formación continuadade la máxima calidad.

COMPONENTES DE LA SUSCRIPCIÓN MODALIDADDE SUSCRIPCIÓNPapel + On-line Sólo On-line

Infórmese de las ofertas vigentes en el teléfono 900 345 345 (llamada gratuita)

Su mejor fuente de consulta

www.ghcontinuada.com

PROGRAMA

ACREDITADO

0005

148

11_Hablemos.qxd 14/10/05 12:46 Página 253

Actualización Hígado y embarazo

Clasificación y diagnóstico de las alteraciones hepáticasdurante el embarazoÁngel Palacios y Javier Salmerón

Enfermedades hepáticas propias del embarazoJavier Salmerón y Ángeles Ruiz-Extremera

Enfermedades concomitantes al embarazoJavier Alcedo-González y Miguel A. Montoro-Huguet

Enfermedades hepáticas previas al embarazoDiego Sánchez-Muñoz y Manuel Romero-Gómez

Implicaciones clínicas de la investigación básicaFibrogénesis en la pancreatitis crónicaEva Vaquero-Raya

El lugar en terapéutica de….Inmunoterapia en oncología digestiva: realidad y expectativas

J. Ignasi-Elizalde

Revisión técnica diagnósticaEvaluación crítica de los métodos de estimación de la fibrosisen la hepatitis C crónicaManuel Romero-Gómez y Marta Ramírez

Ensayos clínicos y práctica clínica¿Se puede curar la enfermedad de Crohn trasplantando la médula ósea?

Fernando Gomollón

Prevención de...La transmisión del virus de la hepatitis C en cirugíaMiquel Bruguera

Ventana a otras especialidadesSíndromes neurológicos paraneoplásicos

Avelina Tortosa-Moreno y Francesc Graus-Ribas

Hablemos de...Transfusión en testigos de JehováJuan Viñas-Salas

Mayo-Junio 2006, Volumen 5, Número 3GASTROENTEROLOGIAYHEPATOLOGIACONTINUADA

Próximo número

11_Hablemos.qxd 27/3/06 16:48 Página 100