Monografia Completa ECT

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REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA

UNIVERSIDAD PEDAGÓGICA EXPERIMENTAL LIBERTADOR INSTITUTO PEDAGÓGICO LUÍS BELTRÁN PRIETO FIGUEROA SUBDIRECCIÓN DE INVESTIGACIÓN Y POSGRADO

SUBPROGRAMA DE MAESTRÍA ENSEÑANZA DE LA QUÍMICA

EDUCACIÓN, CIENCIA Y TECNOLOGÍA

CÉLULAS MADRES:

Barquisimeto, Abril de 2010



REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA

UNIVERSIDAD PEDAGÓGICA EXPERIMENTAL LIBERTADOR INSTITUTO PEDAGÓGICO LUÍS BELTRÁN PRIETO FIGUEROA SUBDIRECCIÓN DE INVESTIGACIÓN Y POSGRADO

SUBPROGRAMA DE MAESTRÍA ENSEÑANZA DE LA QUÍMICA

EDUCACIÓN, CIENCIA Y TECNOLOGÍA

CÉLULAS MADRES

Autores:

Lennys Josefina Nieves

Mario José Yovera Reyes

Barquisimeto, Abril de 2010



ÍNDICE

Pág.

RESUMEN………………..…………………………………………………………... v

INTRODUCCIÓN……….…………….……………………………………………… 1

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA………...…….………………………........... 3

CÉLULAS MADRE…………………………………………………………………...

¿Qué es una Célula Madre?...………………………………………………………

Características de las células madre………………………………………………..

5

5

5

Clasificación de las células madre…..……...………………..…………………...... 6

Células madre embrionarias....…………………….……..……………………... 6

Células madre adultas…………...……………………….……………………... 7

Fuentes de obtención de las células madre adultas.….………………………………

Células madre de la médula ósea..………………………………………………….

Hematopoyética……………...…………………………………………………

Mesenquimales…………………………………………………………..…….

Side Population Cells……………………………………………………………

Células progenitoras adultas multipotenciales…………………………………

8

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Otras fuentes de células madre.....………………………………………………….

Células madres por transferencia nuclear somática………………………………...

Nuevas células madre………………………………………………………………

¿La sangre del cordón umbilical, fuente de células madres?.........................................

Controversia de las células madre……………………………………………………

¿Cuándo comienza la vida?......................................................................................

Posibles aplicaciones de células madre embrionarias…………………………………

Células madre de adulto……………………………………………………………….

Terapias con células madre…………………………………………………………

Órganos y regeneración de tejidos………………………………………………….

Quimeras……………………………………………………………………………

Biología básica de las células madre de adulto………………………………………

Señales externas e internas…...…………………………………………………

Controles intrínsecos.....…………………………………………………..…….

Controles externos………………………………………………………………

Patologías que pueden ser curadas con el uso de células madre………………………

Enfermedad de Huntington…………………………………………………………

Insuficiencia Cardiaca……………………………………………………………

Ingeniería de tejidos y su futuro en la odontología………………………………

Tratamiento de la diabetes………………………………………………………….

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Tratamiento del cáncer (leucemia)…………………………………………………

Aplicación de células madres en Venezuela ………………………………………….

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CONCLUSIÓN……………………………………………………………………….. 22

REFERENCIA

GLOSARIO DE TÉRMINOS

ANEXOS

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REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA UNIVERSIDAD PEDAGÓGICA EXPERIMENTAL LIBERTADOR

INSTITUTO PEDAGÓGICO LUÍS BELTRÁN PRIETO FIGUEROA SUBDIRECCIÓN DE INVESTIGACIÓN Y POSGRADO SUBPROGRAMA DE MAESTRÍA ENSEÑANZA DE LA QUÍMICA

CÉLULAS MADRE

Autor: Lennys Josefina Nieves y Mario José Yovera ReyesFecha: Abril de 2010

RESUMEN

En el siglo XX los logros tecnológicos fueron insuperables, con un ritmo de desarrollomucho mayor que en periodos anteriores. Una de las áreas de mayor avance ha sido labiotecnología, que ha proporcionado medios para diagnosticar y vencer muchasenfermedades mortales, en este aspecto las Células Madres constituyen un tema que está enla palestra pública por la magnitud de su impacto en lo que se refiere a la cura deenfermedades que hasta ahora han sido incurables y a la controversia que existe en torno asu obtención. En el presente trabajo el tema se enfoca en tres niveles; el origen, la forma

como se obtienen y el múltiple uso terapéutico que puede dárseles. En los últimos años lautilización de células madre se ha incrementado en forma exponencial a raíz de laidentificación, caracterización y aislamiento de las células madre embrionarias humanas yde las expectativas de que estas podrían curar numerosas enfermedades gracias a su enormepotencial de diferenciación. Aborda la estrecha relación que guarda este tema con elproceso de la clonación, la controversia y repercusiones bioéticas en la sociedad así comotambién el proceso científico que explica la capacidad de regenerar tejidos que poseen lascélulas madres. La investigación es de tipo documental y está estructurada desde unaperspectiva que aborda la presentación del tema, la controversia o problema en torno a este,la conceptualización de términos o bases teóricas, la aplicación en Venezuela y lasconclusiones. Las células madre constituyen entonces una interesante alternativa de

investigación, principalmente por el potencial terapéutico que es descifrado cada vez máspor los investigadores. Sin embargo, cuando se discute sobre temas como la clonación yahora sobre células madre, es importante considerar las implicaciones bioéticas queconllevan su manipulación y no desconocer que en el campo de la biología de las célulasmadre queda aún mucho por hacer.

Descriptores: Células madre, embrionarias, biotecnología, terapéutico, cordón umbilical



INTRODUCCIÓN

El origen remoto del descubrimiento de las fascinantes células se remonta a la antigua

Grecia. En la mitología griega, la hidra de múltiples cabezas casi derrota a Herácles pues le

crecían dos nuevas cabezas por cada una que cortara el héroe y el hígado de Prometeo

encadenado devorado por un águila hambrienta cada noche, se regeneraba a la mañana

siguiente. También Aristóteles (384 – 322 AC), observaba como se regeneraban las colas

de lagartos y serpientes, así como los ojos de las golondrinas. Hacia finales del siglo XVII,a Robert Hooke se le atribuye el descubrimiento de la célula al publicar sus observaciones

de las investigaciones microscópicas de tejidos vegetales.

Munévar y col (2005), en el siglo XVIII explica que científicos como Abraham

Trembley, Charles Bonnet, Peter Simon Pallas, y Lázaro Spallanzani descubrieron notables

habilidades de regeneración en una variedad de organismos como las hidras, los gusanos de

tierra, los caracoles, las ranas premetamórficas, lagartijas y salamandras. Por esas razones,

en el transcurso del siglo XIX y parte del siglo XX la investigación en regeneración tisular

se enfocó primordialmente en la fenomenología de la regeneración y sus fundamentos

celulares.

El autor citado expresa que las primeras evidencias científicas de que en el organismo

humano existen células madre proviene de experimentos realizados por Till y McCulloch a

finales de los años 50 centrados en las células madre hematopoyéticas. Sin embargo, la

capacidad de regenerar tejidos en organismo adultos e incluso de regenerar organismos

completos como en el caso de planarias se conoce desde mucho antes. Clínicamente se ha

explotado la potencialidad de las células madre adultas, concretamente las células madre

hematopoyéticas desde hace mas de 50 años y se puede afirmar que gracias al trasplante de



medula ósea (trasplante de células madre hematopoyéticas) miles de personas han sido

curadas de patologías que de otra forma podrían ser incurables.

En los últimos años la utilización de células madre se ha incrementado en forma

exponencial a raíz de la identificación, caracterización y aislamiento de las células madre

embrionarias humanas y de las expectativas de que estas podrían curar numerosas

enfermedades gracias a su enorme potencial de diferenciación.

Asimismo, en el 2009, el Instituto Venezolano de Investigaciones Científicas (IVIC)

afirma que recientes estudios realizados revelan que al manejar estas células de manera

biotecnológica, es decir, implantada en tejidos afectados por alguna enfermedad, se puede

mejorar el tejido mediante la diferenciación de esas células.

El presente trabajo se basa en una investigación de tipo documental que permite

ampliar y profundizar los conocimientos en el problema de estudio, siendo necesaria la

revisión de trabajos previos, además de información documentada y datos divulgados por

medios impresos y electrónicos. En tal sentido, se plantea la organización, integración y

evaluación de la información teórica y empírica sobre el tema para intentar hacer un

acercamiento a las teorías que sustentan dicho tema de investigación.



PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

En la actualidad, se evidencia la gran cantidad de investigaciones acerca de los

diversos usos y aplicaciones de la biotecnología celular, como en el caso de las células

madres. Estas investigaciones se han enfocado hacia el estudio de las aplicaciones en el

área general de las células madres como terapia para curar enfermedades de tipo

degenerativa, diseño de nuevos tejidos de piel para injerto y regeneración y el cultivo de

tejidos u órganos que se puedan trasplantar, entre otras. Aunque el nivel de profundización

respectos a estas investigaciones es elevado, hay opiniones de expertos que difieren entre

sí, debido a una confusión considerable de la efectividad de esta tecnología.

Parte de la confusión puede remontarse a los diferentes enunciados que se utilizan para

definir las células madres, los métodos y procedimientos empleados para caracterizar la

fuente ó población de partida, el estado en el que estas se encuentran y el manejo que se les

ha dado. No obstante, lo antes descrito es parte del quehacer de las investigaciones en el

campo de la biotecnología y sus aplicaciones en medicina. Lo resaltante es la controversia

que surge por el hecho de las interpretaciones y los usos que puedan hacer de los resultados

de dichas investigaciones en cuanto al manejo y uso adecuado de esta tecnología, ya que

puede llegar a convertirse, por la mala manipulación de estas, en un posible fraude.

Esto se evidencia, por ejemplo, en la posición que expresa la Sociedad Venezolana de

Endocrinología y Metabolismo (S.V.E.M) ante el ofrecimiento de terapia regenerativa

celular con células madres para pacientes con diabetes mellitus, que manifiesta:

“Si un investigador o grupo de investigadores está desarrollando un proyecto

sobre este tema como en cualquier otra área de investigación biomédica, este debe

ser evaluado y aprobado por el comité de bioética correspondiente y soportado



económicamente por un organismo oficial, o un ente privado de reconocida

probidad y nunca por el propio paciente. De la misma manera las personas que

participan en dichos proyectos deben firmar un consentimiento informado y no se

les puede ni debe cobrar honorario alguno por dicho procedimiento, lo cual

garantiza entre otras cosas la idoneidad del mismo y obviamente descarta todo

posible afán de lucro, con algo tan sagrado como la salud”

Aunado a esto, en Venezuela todo tratamiento debe ser presentado, evaluado y

aprobado por el Instituto Nacional de Higiene dependiente del Ministerio de Salud antes de

ofrecerlo a la comunidad, como se hace con todos los medicamentos que se introducen enel país. Estos procedimientos son necesarios para ejercer control en la práctica médica.

Por otro lado, los debates en torno a la investigación con células madre son impulsados

principalmente por los métodos relativos a la investigación con células madre embrionarias.

Fue sólo en 1998 que los investigadores de la Universidad de Wisconsin – Madison

extrajeron las primeras células madres de embriones humanos que fueron capaces de

mantenerse con vida en el laboratorio. La crítica principal a la investigación con células

madres es que se requiere la destrucción de un embrión humano, es decir, un óvulofertilizado no se le dio la oportunidad de desarrollarse en un ser humano completo.

Por las razones expuestas, se plantean las siguientes interrogantes ¿Son efectivos los

tratamientos de enfermedades con células madres? ¿Se cumple con los preceptos

enmarcados en la bioética al experimentar con células madre? ¿Por qué el uso de células

madres embrionarias suscita una polémica social?



CÉLULAS MADRES

¿Qué es una célula madre?

Según Iáñez (2008), una célula madre es aquella célula dotada simultáneamente de la

capacidad de auto renovación, es decir, producir otra célula madre, y de originar células

hijas comprometidas en determinadas rutas de desarrollo, que se convertirán finalmente por

diferenciación en tipos celulares especializados.

Son células indiferenciadas que existen en todos los seres vivos, incluyendo las plantas,es decir, son las que permiten que nazcan nuevas hojas y ramas en los árboles cortados, así

como la cicatrización de heridas en humanos, entre otros beneficios que permiten la

regeneración de los tejidos en organismos vivientes. Fueron descubiertas en embriones de

ratas; el hallazgo data de finales de la década de los cuarenta. Sin embargo, en esa época no

se sabía cómo actuaban, se descubrieron las células pero no sus funciones ni sus

propiedades, sino hasta años recientes, como lo explica Iáñez (ob. cit). Las células madre

están presentes en algunos tejidos embrionarios y muy especialmente en el tejido delcordón umbilical de los fetos, de los mamíferos, y al ser colocadas dentro de un tejido

diferenciado, ellos reciben la señal bioquímica de ese tejido y se pueden transformar en

cualquier tipo de célula diferenciada.

Características de las células madre.

Tomando la definición de Weissman y col. (2001) “Una célula madre troncal es la quees capaz de dividirse indefinidamente y diferenciarse a distintos tipos de células

especializadas no solo morfológicamente sino también en forma funcional”. Además, las

células madre se pueden clasificar según su potencial de diferenciación en las siguientes:

(a) células madre toti potenciales que son capaces de producir tejido embrionario y



extraembrionario; (b) células madre pluripotenciales, tienen la capacidad de diferenciarse

de tejidos procedentes de cualquiera de los tres capas germinales embrionarias: mesodermo,

endodermo y ectodermo; (c) células madre multipotenciales que son capaces de

diferenciarse a distintos tipos celulares procedentes de la capa embrionaria y (d) células

madre unipotentes correspondientes a las células que solo pueden generar células hijas que

se diferencian a lo largo de una sola línea celular, tal como su nombre lo refiere.

Clasificación de las células madre.

• Células madre embrionarias:

Las células madres embrionarias se obtienen de un embrión humano de cuatro o cinco

días de edad que está en la fase de blastocisto desarrollo. Los embriones son por lo general

los extras que se han creado en la fertilización in vitro de las policlínicas donde varios

óvulos se fertilizan en un tubo de ensayo, pero sólo uno se implanta en una mujer.

La reproducción sexual comienza cuando el esperma de un macho fertiliza el óvulo de

una mujer para formar una sola célula llamada cigoto y luego se inicia una serie de

divisiones, la formación de 2, 4, 8, 16 células, así sucesivamente. Después de cuatro a seis

días, antes de la implantación en el útero, esta masa de células se llama blastocisto. El

blastocisto se compone de una masa celular interna (embrioblasto) y una masa celular

externa (trofoblasto). La masa celular externa se convierte en parte de la placenta, y la masa

celular interna es el conjunto de células que se diferencian para convertirse en todas las

estructuras de un organismo adulto. Esta masa es la última fuente de células madre

embrionarias.

Sin embargo, al extraer las células madre embrionarias, el estadio de blastocisto,

cuando las señales para aislar las células madre mediante la colocación de la masa celular

interna del blastocisto en un plato de cultivo que contiene un caldo rico en nutrientes. A

falta de la estimulación necesaria para diferenciar, empiezan a dividir y replicar la vez que



mantiene su capacidad de convertirse en cualquier tipo de célula en el cuerpo humano. Con

el tiempo, estas células no diferenciadas pueden ser estimuladas para crear células

especializadas.

• Células madre adultas:

Las células madres adultas o somáticas existen en todo el cuerpo después del desarrollo

embrionario y se encuentra en todo tipo de tejidos. Estas se han encontrado en tejidos tales

como: el cerebro, la médula ósea, la sangre, los vasos sanguíneos, los músculos, la piel y el

hígado. Ellos permanecen en un estado de reposo por años hasta que son activadas por una

enfermedad o lesión de los tejidos.

Por su parte, Prósper (2007) afirma que las células madre adultas se pueden dividir o

auto renovarse indefinidamente, lo que les permite generar una amplia gama de tipos de

células del órgano de origen e incluso regenerar el órgano original completo. En general se

cree que las células madre adultas están limitados en su capacidad para diferenciar en

función de su tejido de origen, pero hay cierta evidencia que sugiere que puede diferenciar

a convertirse en otros tipos celulares.

Entre tanto, Barker citado por Prósper (2007), explica que dentro de las células madres

adultas se encuentran un tipo especial de células madre denominadas células madre

hematopoyéticas. Dichas células madre constituyen el sistema inmunológico y los

diferentes componentes sanguíneos. El proceso de formación de todas las células de la

sangre se conoce como hematopoyesis y da lugar a:

• Glóbulos rojos: transportan el oxígeno y el dióxido de carbono

• Glóbulos blancos: forman parte de nuestro sistema inmune y son nuestras defensasfrente a patógenos extraños

• Plaquetas: participan en los procesos de la coagulación



Por otro lado, Gasparoni citado por Prósper (ob. cit.) sostiene que las células madre

hematopoyéticas pueden encontrarse en:

• Médula ósea: lugar de origen de todas las células sanguíneas

• Sangre periférica

• Sangre de Cordón Umbilical

Cada célula en el cuerpo, por ejemplo, se deriva de las primeras células madre pocos

formados en las etapas tempranas del desarrollo embrionario. Por lo tanto, las células

madre extraídas de embriones pueden ser inducidas a convertirse en cualquier tipo celulardeseado. Esta propiedad hace que las células madre lo suficientemente potente como para

regenerar el tejido dañado en las condiciones adecuadas.

Fuentes de obtención de las células madre adultas.

Prósper (ob. cit.) plantea que es cada vez más evidente que el concepto clásico de que

sólo existen células madre en algunos tejidos adultos es incorrecto. La existencia de célulasmadre adultas en la mayor parte de los tejidos adultos, incluidos el hematopoyético,

neuronal, epidérmico, gastrointestinal, músculo esquelético, músculo cardíaco, hígado,

páncreas o pulmón, no admite controversia. A su vez, cada vez es más evidente que las

células madre adultas derivadas de estos órganos no sólo pueden generar células maduras

de dicho tejido, sino también tejidos derivados de otras capas embrionarias siendo el caso

más típico el de las células madre hematopoyéticas, capaces de diferenciarse a hepatocitos,

músculo cardíaco, endotelio o a tejidos derivados de las tres capas embrionarias:

mesodermo, endodermo y ectodermo



• Células madre de la médula ósea:

Se han descrito diferentes tipos de células madre en la médula ósea: hematopoyética,mesenquimales, las llamadas «Side Population Cells» y las más recientes células

progenitoras adultas multipotenciales.

Hematopoyética:

Han sido identificadas tanto in vitro como in vivo por varios laboratorios y se vienen

utilizando clínicamente desde hace más de 50 años. El trasplante alogénico de progenitores

hematopoyéticos ha demostrado definitivamente que existen células madre multipotenciales

hematopoyéticas en la médula ósea, en la sangre periférica (mayor concentración de

glóbulos rojos) o en hígado fetal. También han sido aisladas del cordón umbilical.

Mesenquimales:

Asimismo, la médula ósea contiene células madre mesenquimales. Múltiples estudios

han demostrado in vitro e in vivo que estas son capaces de diferenciarse a tejidosmesodérmicos como: osteoblastos, condroblastos, adipocitos y mioblastos esqueléticos. A

pesar de su probada multipotencialidad mesodérmica y de su habilidad para diferenciarse a

neuroectodermo, las no se diferencian a tejido derivado del endodermo y, por tanto, no se

pueden considerar células madre pluripotenciales

Side Population Cells:

Han sido aisladas tanto de médula ósea como de músculos. Además, algunos estudiosdescriben que estas podrían dar lugar a otros tipos de células especializadas e integrarse en

distintos tejidos in vivo. Así, Jackson, citado por Prósper (ob. cit.), demostró en 1999 que

estas células podían diferenciarse a células con características de músculo cardíaco y

endotelio en un modelo murino de infarto de miocardio.



Células progenitoras adultas multipotenciales:

Esta población celular ha sido descrita recientemente como auténticas célulaspluripotenciales con una capacidad diferenciadora muy similar a las células madres

embrionarias.

• Otras fuentes de células madre

Como se mencionó anteriormente, las células madres de diferentes tejidos: sistema

nervioso central, hígado, corazón, músculos y la piel es una realidad. La visión tradicional

de que órganos como el corazón o el sistema nervioso central no son capaces de

regenerarse, ya que carecen de células con potencial de proliferar y diferenciarse, ha

quedado claramente obsoleta, de tal forma que cada vez más se describen células madre en

distintos tejidos con capacidad pluripotencial.

• Células madres por transferencia nuclear somática

Iáñez (ob. cit.) expone que aunque las células madre derivadas de material sobrante delos procedimientos de fecundación in vitro son un excelente material de investigación, en

los últimos años se ha emprendido un paso más hacia los posibles usos terapéuticos de estas

células. Ello ha llevado al desarrollo de las técnicas de clonación por transferencia nuclear

somática, aunque también se han desarrollado técnicas que consiguen inducir a los óvulos

no fecundados a dividirse, en un proceso conocido como partenogénesis, que en este caso

genera células clónicas de la donante de óvulos.

De nuevo, es necesario conocer en qué consiste y por qué las células madre obtenidasmediante estas técnicas pueden ser mejores que las procedentes de los tratamientos de

infertilidad. Una de las razones fundamentales es la capacidad de producir células madre.

Un problema primario con el que tropezaría una terapia basada en células madre obtenidas

de un donante anónimo es común al que se plantea en los trasplantes de órganos: el



organismo reconoce el material extraño como intruso y, en vez de colaborar con las células

para que regeneren los tejidos dañados, las destruiría rápidamente.

Desde luego, al igual que se hace en los trasplantes, estas reacciones de rechazo pueden

hasta cierto punto controlarse eligiendo tipos compatibles y usando medicamentos

inmunodepresores, pero lo cierto es que estas soluciones -aunque salvan vidas- distan

mucho de ser ideales y limitan enormemente la diversidad y viabilidad de las terapias a

aplicar.

Sin embargo, si a un óvulo humano le sustituimos su núcleo por el de la célula de un

paciente, e inducimos a este ente clónico a que se divida, como lo haría un óvulo tras una

fecundación normal, hasta esa etapa de blastocisto, a partir del cual podemos generar líneas

de células madre, tendremos unas células pluripotentes genéticamente idénticas a las del

donante, con las cuales, potencialmente, se podrían aplicar terapias regenerativas

personalizadas, sin posibilidad alguna de rechazo.

No acaban ahí las aplicaciones de las células humanas clónicas. Mediante la clonación

de células con defectos genéticos o, por ejemplo, mediante la clonación de células

tumorales, se puede generar conocimiento de valor incalculable sobre cuáles son los

mecanismos genéticos últimos que regulan el desarrollo y diferenciación celular,

incluyendo el descubrimiento de las causas por las que a veces el proceso se descontrola y

se genera un cáncer, o de los mecanismos responsables del envejecimiento. Esto son sólo

esbozos de la utilidad de las células madre clónicas humanas en investigación biomédica.

• Nuevas células madre.

Hace pocos años, el japonés Shinya Yamanaka (2007), de la Universidad de Kioto,

obtuvo células madre retrasando el reloj (reprogramando) a simples células de la piel o el

pelo de un paciente, las denomino células iPS (induced pluripotent stem cells, o células

madre de pluripotencia inducida) han revolucionado la investigación en medicina



regenerativa. Son tan versátiles como las células madre embrionarias. Pese a la gran

promesa de las células iPS, las líneas de investigación que están más cerca de una

aplicación clínica se basan en células madre embrionarias.

Tras unos años de avances prometedores, un equipo dirigido por Joseph Ecker (2008),

del Instituto Salk de California, ha descubierto ahora un problema inesperado. El proceso

de reprogramación que transforma las células de la piel en células madre no borra por

completo el programa genético que las hizo adultas. Algunos puntos calientes del genoma

persisten en su estado de piel adulta, y siguen así incluso después de que los científicos

conviertan las iPS en otros tipos de tejidos aptos para trasplantes.

Los problemas de reprogramación detectados tienen relación con una de las áreas de

investigación más activas de la biomedicina actual: la epigenética. Durante el desarrollo

embrionario, las células son asignadas a un destino según su posición, pero luego deben

recordarlo mientras se mueven y proliferan. Esa memoria no está escrita en la secuencia de

ADN sino en otras moléculas que se le pegan encima, y por eso se llama epigenética

(encima de los genes).

El método de reprogramación descubierto por Yamanaka (ob. cit) es muy simple:

consiste en añadir a las células de la piel tan solo cuatro genes, o bien las cinco proteínas

que esos genes fabrican. Esta simplicidad es muy deseable si estas técnicas están llamadas a

llegar algún día a la práctica clínica.

No obstante, algunas de las imperfecciones que muestran las iPS en sus perfiles de

metilación, o en el estado epigenético del genoma, se deben a que ese proceso de

reprogramación es imperfecto. Es decir, que algunas de las zonas del genoma que estánmetiladas en las células originales de la piel siguen estándolo en las células iPS

reprogramadas a partir de ellas. Pero no lo están en las células madre embrionarias. Es la

primera diferencia importante hallada entre estos dos tipos de células, y supone una llamada

a la precaución para los científicos del sector.



¿La sangre del cordón umbilical, fuente de células madres?

Según Gasparoni, citado por Prósper (ob. cit), establece que durante el desarrollo del

bebé las células madre hematopoyéticas aparecen en el embrión entre la tercera y cuarta

semana de gestación, estas células migran desde el saco vitelino hasta el hígado y el bazo y

por último llegan a la médula ósea a través de la circulación fetal durante el segundo y

tercer trimestre de gestación. Cuando nace el bebé, la placenta y el cordón umbilical

(tejidos desechados luego del parto) aún contienen Células Madre como consecuencia de

ese proceso de migración y esa circunstancia es aprovechada para extraer de la vena

umbilical esas células que aún están circulando.

El autor citado asegura que el procedimiento de recolección de la sangre es indoloro y

no conlleva ningún riesgo ni para la madre ni para el bebé. Se realiza de una forma rápida y

eficaz mediante drenaje por gravedad pinchando la vena umbilical y llenando la bolsa de

sangre.

Asimismo, aseguran Fliedner y col citados por Prósper (ob. cit.), la capacidad de

multiplicarse de las células madre de cordón es mayor que el de otros tipos de célulasmadre adultas debido a que son más inmaduras. Esto se explica porque en la extremidad de

los cromosomas existen regiones de ADN denominadas telómeros, cuya función principal

es proporcionar la estabilidad estructural de los cromosomas. Estas estructuras disminuyen,

se acortan, a medida que una célula se hace vieja, es decir, se multiplica o aumenta el

número de divisiones celulares. Como las células madre del cordón umbilical apenas se han

dividido son más inmaduras y, en consecuencia, mayor es la longitud de sus telómeros, lo

que se traduce en un potencial replicativo mayor.



Controversia de las células madre

Los debates en torno a la investigación con células madre son impulsadosprincipalmente por los métodos relativos a la investigación con células madre embrionarias.

Fue sólo en 1998 que los investigadores de la Universidad de Wisconsin – Madison

extraído las primeras células madre de embriones humanos que fueron capaces de

mantenerse con vida en el laboratorio. La crítica principal de esta investigación es que se

requiere la destrucción de un embrión humano. Es decir, un óvulo fertilizado no se le dio la

oportunidad de desarrollarse en un ser humano completamente desarrollado.

¿Cuándo comienza la vida?

Para Zamudio (2005), el núcleo de este debate, similares a los debates sobre el aborto,

por ejemplo, se centra en la pregunta, ¿Cuándo comienza la vida? Muchos afirman que la

vida comienza en la concepción, cuando el óvulo es fecundado. A menudo se argumenta

que el embrión merece el mismo estatus que cualquier otro ser humano pleno crecimiento.

Por lo tanto, la destrucción, eliminación del blastocisto para extraer células madre, es

similar al asesinato. Otros, en cambio, se han identificado diferentes puntos en el desarrollo

gestacional que marcan el comienzo de la vida, después de que el desarrollo de ciertos

órganos o después de un cierto período de tiempo.

Posibles aplicaciones de células madre embrionarias.

Estudios básicos. Diseño de nuevos medicamentos. El uso que más ha llamado la

atención sería el empleo de las células madre o sus derivados para terapias celulares o

incluso reparación de tejidos dañados, según Iáñez (2008).



Células madre de adulto

En humanos se conoce desde hace años, al igual que en ratones, la célula madrehematopoyética de adultos, que reside en la médula ósea y que da origen a toda las líneas

de células sanguíneas e inmunes. Aunque se conocen desde hace tiempo células madre en

tejidos que, como la sangre o la epidermis, presentan gran tasa de proliferación, solo

recientemente se han descubierto células madre en órganos que normalmente tienen una

baja tasa de renovación, como es el caso del cerebro.

Terapias con células madre

Iáñez (2008) sugiere una serie de condiciones que debe cumplir las células madre para

ser empleadas como terapia. El retrato robot de una buena célula madre para terapias

celulares y trasplantes en humanos sería como sigue:

• Debería ser efectivamente pluripotente, idealmente que se pudiera generar cualquier

tipo buscado de célula

• Debería ser inmortal, es decir, tener la capacidad de proliferar (auto renovarse)

indefinidamente.

• Debería poseer un fenotipo estable, bien caracterizado desde el punto de vista

molecular

• Debería carecer de potencial tumorgénico

• Debería ser susceptible de manipulación genética, para permitir modificaciones

genómicas precisas, incluyendo la introducción de genes terapéuticos.

Órganos y regeneración de tejidos

El autor antes citado explica que la regeneración del tejido es probablemente la posible

aplicación más importante de la investigación con células madre. En la actualidad, los

órganos deben ser donados y trasplantados, pero la demanda de órganos supera con creces



la oferta. Las células madre podrían ser utilizadas para el cultivo de un tipo particular de

tejido u órgano si se dirige a diferenciar de una manera determinada. Las células madre que

se encuentran justo debajo de la piel, por ejemplo, se han utilizado para diseñar nuevos

tejidos de la piel que pueden ser injertados sobre las víctimas de quemaduras.

Quimeras

Según La gente también está en desacuerdo con la creación de quimeras. Una quimera

es un organismo que tiene las células humanas y animales o tejidos. A menudo, en

investigación con células madre, las células se insertan en los animales (como ratones o

ratas) y ha permitido desarrollar. Esto crea la oportunidad para los investigadores para ver

lo que ocurre cuando las células madre se implantan. Muchas personas, sin embargo, se

oponen a la creación de un organismo que es "parte humana".

Biología básica de las células madre de adulto

Señales externas e internas: múltiples mecanismos de retroalimentación y de

interacciones recíprocas entre células, dentro del nicho o “hábitat” que ocupan en el

organismo. Aquí la investigación básica está desentrañando las moléculas que se envían

unas células a otras, y cómo estos “mensajes desde el exterior” ponen en marcha una serie

de factores de transcripción para activar genes, cuyos productos ejercen una serie de

efectos: reorganizaciones de orgánulos y macromoléculas, divisiones simétricas y

asimétricas, diferenciaciones, entre otras.

Controles intrínsecos: parece que las células disponen de “relojes internos” que de

alguna manera les indican el número de veces que deben dividirse antes de diferenciarse



totalmente. Se sabe aún poco de esta faceta, pero se piensa que están implicados varios

mecanismos:

1. Proteínas promotoras e inhibidoras del ciclo celular

2. Longitud del telómero: se ha propuesto que conforme la célula se especializa, va

acortando sus telómeros, hasta que finalmente llega a la senescencia. De hecho, en la

mayor parte de los tejidos adultos no se puede detectar actividad de telomerasa. Por el

contrario, las células madre poseen telómeros largos y actividad telomerasa constitutiva.

Controles externos

: un complejo juego de señales de corto y largo alcance entre célulasmadre, sus hijas, y las células vecinas:

1. Factores secretados: los que se conocen mejor son los factores de la médula ósea,

incluyendo numerosas citoquinas, que dirigen la maduración, proliferación y

diferenciación a los linajes mieloides y linfoides. Pero se están estudiando otros

sistemas como la diferenciación de la cresta neural.

2. Interacciones célula con célula, a través de proteínas integrales de membrana.

3. Interacciones de las células con la matriz extracelular del tejido, por medio de

receptores de membrana, como las integrinas.

Patologías que pueden ser curadas con el uso de células madre.

• Enfermedad de Huntington.

La enfermedad de Huntington es un trastorno hereditario producido por un gen

defectuoso que se traduce en la muerte de las células del cerebro vital conocido como

neuronas spin, lo que resulta en movimientos involuntarios, los problemas con la

coordinación, dificultades cognitivas y la depresión e irritabilidad. La enfermedad

usualmente afecta en su mayoría adultos, de 30 años o 40 años, actualmente no hay manera

de detener la progresión de la enfermedad, que es fatal, según Bosch (2010).



Las células madre ofrecen una reserva potencial para reemplazar las neuronas perdidas

en casi cualquier enfermedad, pero en primer lugar los científicos deben aprender de las

señales moleculares que dan forma a su desarrollo. El destino de una célula madre depende

de señales bioquímicas en el cerebro, una célula madre puede convertirse en una neurona

productora de dopamina, tal vez, o en neuronas spin, las células que son destruidas por el

Parkinson y las enfermedades de Huntington, respectivamente. (Pecorino, 2001)

• Insuficiencia Cardiaca

La aplicación de células madre en la regeneración del miocardio insuficiente han

provocado expectativas de que las células madres vayan a contribuir a la curación de

múltiples enfermedades cardiacas, esto consiste en el trasplante de células progenitoras

indiferenciadas en el miocardio patológico, para regenerar células cardíacas a través de

mecanismos de angiogénesis y biogénesis cuya finalidad principal es evitar el trasplante

cardíaco. (Gómez Morales, 2003)

• Ingeniería de tejidos y su futuro en la odontología

En las últimas décadas, se ha investigado el potencial de las células madres adultas

para formar estructuras dentales funcionales, se ha hecho el reemplazó de células

mesenquimatosas adultas con células mesenquimatosas generadas de células madres no

dentales (MSCs) en ratones con epitelio bucal embrionario como lo manifiestan Bianco y

Robie citados por Mejía (2007); la recombinación entre MSCs y epitelio bucal embrionario

estimularon odontogénesis, además de la expresión de genes odontogénicos. Estos

resultados proveen un significante avance hacia la creación de primordios de dientes

artificiales originados de cultivos celulares que pueden ser usados en reemplazo a dientesfaltantes, por medio del trasplante dentro de la cavidad oral adulta.



• Tratamiento de diabetes

Teóricamente, el hecho de que se aporten nuevas células a los islotes no representaría

más que una mejoría transitoria de la enfermedad, ya que, tanto en el caso de la diabetes

tipo 1 como de la diabetes tipo 2 los mecanismos que dan origen a estas enfermedades

(fenómenos de autoinmunidad en el primer caso, y una combinación de factores que

resultan de la resistencia a la acción de la insulina en el segundo) podrían ponerse

nuevamente en marcha y llevar a la destrucción de las mismas, haciendo necesaria la

repetición del implante de células madre una y otra vez.

Pero más allá de los asuntos técnicos, está el problema ético: numerosos pacientes han

relatado que estos grupos ofrecen el tratamiento mencionado a cambio de un honorario, y

esto, de acuerdo a la mencionada Declaración de Helsinki y a las normativas que rigen la

investigación con seres humanos a nivel mundial, resulta inaceptable cuando se trata de un

estudio experimental. Y de eso se trata, mientras no exista una demostración fehaciente de

sus resultados y, sobre todo, de los posibles riesgos asociados al tratamiento. Por lo tanto,

quienes realizan este tipo de tratamientos y piden a cambio una remuneración, no importa

el monto, están cometiendo una grave falta y deben ser denunciados a la Justicia, medianteel concurso de los asesores legales de las Asociaciones de Personas con Diabetes.

• Tratamiento del cáncer (leucemia)

La sangre que se acumula en el cordón umbilical durante el parto ha adquirido, durante

los últimos años, una gran importancia para el tratamiento de la leucemia. Desde 1.996, un

centenar de niños españoles se ha beneficiado ya de la terapia consistente en trasplantar

sangre del cordón umbilical a los enfermos cuyo tratamiento contra la leucemia se complicapor no encontrar ningún donante de médula ósea compatible. Además, España se ha

convertido en el segundo país del mundo con mayor número de donaciones de sangre de

este tipo, explica Albornoz y Coronel (2003)



La constatación de que sólo el 30% de los enfermos con algún tipo de cáncer

hematológico tiene un familiar con un sistema inmunológico compatible con el suyo para

poder llevar a cabo un trasplante de médula ósea, impulsó a finales de la década de 1.980,

el estudio de alternativas al trasplante de médula convencional. La investigación culminó

en 1.993, cuando el hematólogo chileno Pablo Rubistein descubrió que la sangre del cordón

umbilical permite regenerar la médula enferma gracias a su extraordinaria riqueza en

células madre, Albornoz y Coronel (2003)

Aplicación de células madres en Venezuela.

Ángel Viloria, director del Instituto Venezolano de Investigaciones Científicas (IVIC),

ente adscrito al Ministerio del Poder Popular para Ciencia, Tecnología e Industrias

Intermedias, quien agregó que cada uno de los tejidos se caracteriza porque las células que

los conforman son “células diferenciadas”, que embrionariamente pasan a formar parte de

un tejido particular y con una función individual. Por ejemplo: “En el páncreas hay doble

función porque es una glándula doble, una es exocrina, produce el jugo pancreático que vaal sistema digestivo, y la otra es endocrina que produce la insulina que va a la sangre. Hay

células especializadas para producir insulina y otras que producen jugo pancreático para la

digestión”. En particular, hay un tipo de células que están en algunos tejidos embrionarios y

muy especialmente en el tejido del cordón umbilical de los fetos, de los mamíferos, que se

denominaron Células Madre, porque “al ser colocadas dentro de un tejido diferenciado,

ellos reciben la señal bioquímica de ese tejido y se pueden transformar en cualquier tipo de

célula diferenciada”.

Recientes estudios realizados revelan que al manejar estas células de manera

biotecnológica, es decir, implantada en tejidos afectados por alguna enfermedad, se puede

mejorar el tejido mediante la diferenciación de esas células. Viloria ejemplifica la

experiencia en las personas afectadas por un infarto al miocardio, porque parte del tejido se



muere. “Cualquier persona que sufre un infarto y lo sobrevive, le queda una parte del

corazón muerto, y una de las posibilidades que se ha estado explorando en el mundo con

esta célula, es la de suplantar esos tejidos”.

Por otro lado, existe en Venezuela una empresa que ofrece servicios de recolección,

procesamiento y almacenamiento de células madres provenientes de la sangre del cordón

umbilical llamado Laboratorio Venezolano de Células Madre que cuenta con un equipo

de profesionales destacados con experiencia en el manejo de células madre que

laboran bajo los más altos estándares de calidad en concordancia con los

procedimientos y normas internacionales. Esta empresa plantea las ventajas de la

sangre del cordón umbilical como fuente de células madres asegurando que ya se han

efectuado alrededor de 5000 trasplantes en el mundo utilizando estas células y se han

consolidado como terapia y convertido como una de las principales fuentes de células

madre. Entre las ventajas destacan:

• Facilidad de obtención de la sangre sin riesgo ni para la madre ni para el bebe.

• Disponibilidad inmediata de las unidades almacenadas.

• Mayor proliferación (capacidad de multiplicarse).

• Menor probabilidad de desarrollar EICH (enfermedad injerto contra

hospedero) debido a la inmadurez de las células madre

Este laboratorio también explica las limitaciones de células madre extraídas

de la sangre del cordón umbilical: El número de células madre en ocasiones no

es suficiente debido a que el volumen obtenido está limitado por el tamaño y grosor del

cordón umbilical. Para solucionar esta limitación el laboratorio está investigando en

diversos campos, entre los que destacan: el injerto y la reconstitución inmunológica sonmucho más lentos, es decir, se requiere mayor tiempo de prendimiento del

trasplante. Sólo está demostrada científicamente su viabilidad tras 20 años de

congelación, aunque se cree que duren muchos años más. Ante una recaída es difícil

obtener un número adicional de células.



CONCLUSIÓN

La sangre del cordón umbilical es una fuente rica en células madre muy jóvenes. Se trata

de un tipo de células con una enorme capacidad para multiplicarse y mantener la

celularidad en los diferentes tejidos y órganos en el caso de lesión o enfermedad. La

investigación con células madre avanza cada día más, provocando un gran interés en el

campo de la Terapia Celular y Medicina Regenerativa. Su estudio es un campo muyreciente, pero deja entrever que será una herramienta importante en la medicina del futuro.

Las células madre constituyen entonces una interesante alternativa de investigación,

principalmente por el potencial terapéutico que es descifrado cada vez más por los

investigadores. Sin embargo, cuando se discute sobre temas como la clonación y ahora

sobre células madre, es importante considerar las implicaciones bioéticas que conllevan su

manipulación y no desconocer que en el campo de la biología de las células madre queda

aún mucho por hacer.

Se puede decir que las células madre contienen una información inmensa y que todavía

se están realizando estudios para los beneficios que nos puedan dar estas muestras tomadas

al momento del nacimiento del embrión. Lo más importante es que los avances en las

investigaciones, respecto al tema, son que se pueden tratar enfermedades hematológicas y

algunos tipos de cáncer, ya que obteniendo la sangre del cordón umbilical y enviándola a

los bancos en donde preservan estas células, se podrán no solo buscar la cura de dicha

enfermedad sino que está contribuyendo a otras enfermedades y a la utilización de las

mismas, para la regeneración de los tejidos, la cura de la diabetes, el SIDA, la leucemia,

entre otras; que puedan ser del mismo individuo o de algunos de sus familiares. Los

resultados de tales investigaciones hace concebir esperanzas aunque no ofrecen pruebas

definitivas de que tratamientos similares, puedan ser efectivos a su totalidad en el paciente.



GLOSARIO DE TÉRMINOS

Adipocitos: es un tipo celular derivado del fibroblasto cuya principal función es almacenarlípidos, en concreto triglicéridos y colesterol esterificado, como reserva energética

Alogénico: (Del griego allos, otro y gennan, engendrar). Homólogo. Dícese de tejidos,células, suero, etc., pertenecientes a un individuo de la misma especie pero no de la mismaestirpe que la del individuo considerado

Blastocisto: Célula embrionaria indiferenciada antes de la formación de las capasgerminales

Células iPS: Células madre pluripotentes inducidas

Cigoto: Producto de la fecundación del óvulo con el espermatozoide. Unión de dos gametosque se desarrollan para formar un nuevo organismo

Condroblastos: Cada una de las células que se desarrollan a partir del mesénquima yforman cartílagos

Embrioblasto: Relacionado con la formación del embrión

Epigenético (a): Proceso que origina una modificación en la función o estructura de unaproteína después de ser sintetizada. Encima de los genes. Generación por formaciónsucesiva.

Hepatocitos: Célula del hígado de forma poliédrica y núcleo voluminoso que se disponealrededor de un vaso venoso. Sus funciones son la metabolización de las sustanciasnutritivas, transformación de la glucosa en glucógeno (forma de reserva energética),fabricación de proteínas, degradación de las sustancias tóxicas presentes en la sangre ysegregación de la bilis.

In vitro: En vidrio, en láminas de vidrio

In vivo: En vivo, en el mismo momento.



Mioblastos: Cada una de las células que se desarrollan a partir del mesénquima y precursorde fibra muscular

Multipotentes: Se refiere a la célula embrionaria que puede dar origen a múltiples células.Dicha multipotencia se manifiesta cuando al incorporar células madre en blastocistospueden dar origen a cualquier tejido u órgano

Osteoblastos: Cada una de las células que se desarrollan a partir del mesénquima y formanhuesos

Partenogénesis: Desarrollo de un nuevo organismo a partir de un nuevo de un huevo nofecundado. Reproducción uniucelular.

Planarias: f. Nombre común de diversos gusanos platelmintos de cuerpo aplanado ysegmentado, de unos 2 cm de longitud,que habitan en aguas marinas y dulces.

Pluripotentes: “Pluri” (del latín plures, que significa muchos o varios) describe

las células madre pluripotentes que pueden dar origen a progenitores que formancualquiera de las tres capas germinales embrionarias: mesodermo, endodermo yectodermo

Tisular : adj. Perteneciente o relativo al tejido

Totipotentes: Término “totipotencial” (del latín totus, que signifi ca completo)hace referencia al potencial que tienen estas células de generar un embrióncompleto (tejido embrionario y extraembrionario).

Trofoblasto: Capa externa de tejido constitutivo de la pared del blastocisto que servirá parasu implantación en la pared uterina y para aportar elementos nutritivos al embrión dandoorigen a la placenta.

Unipotentes: (del latín unus: uno) células que solo pueden generar células hijas que sediferencian a lo largo de una sola línea celular

http://arte-y-arquitectura.glosario.net/construccion-y-arquitectura/pared-7392.html


http://ciencia.glosario.net/botanica/embri%F3n-8197.html

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ANEXOS

Fig. 1: Tipos de células madre.

Fig. 2: Esquema de diferenciación de una células madre hematopoyéticas.



Fig. 3: A: Representación esquemática de las células progenitorashematopoyéticas en la placenta y en el Cordón Umbilical. B: Kit de extracción desangre de Cordón Umbilical.

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