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Células madre ¿y eso qué es? (II)

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En el anterior post os hablé de lo que eran las células madre de manera general y os hice un símil para introducir un poco cada tipo y que facilitará la compresión de este en el que os hablaré un poco más extendido de cada uno de ellos. Como recordaréis esencialmente existen tres tipos:

Las células madre embrionarias se obtienen de la masa del blastocisto de embriones es estado muy temprano no usados en la fecundación in vitro. Esto quiere decir que una vez se produce la fecundación, la célula formada por la unión del óvulo y el espermatozoide empieza a dividirse hasta formar una estructura denomina blastocisto (como se ve en la figura). De esta estructura se extraen las células madre embrionarias que en el dibujo están representadas como células de color azul. Este procedimiento de obtención de células madre embrionarias hace que el embrión no sobreviva y muera por lo que suscita grandes problemas éticos.

Este tipo de células tienen la capacidad de ser pluripotentes lo que significa que, como también se observa en la figura, puede dar lugar a diferentes órganos y sistemas de un organismo (¡más de 220 tipos de células diferentes!). Pero a pesar de poder dar muchos tipos de células, no pueden dar lugar a las células que formarán la placenta (estás son formadas por las células que están representadas en amarillo en el dibujo), por lo que no pueden dar lugar a un organismo completo. Este hecho las diferencia de las células en estado de mórula, ya que estas son células totipotentes y pueden generar todos los tipos de células, es decir, pueden dar lugar a un organismo completo.

La capacidad de dar lugar a casi todos los tipos celulares de las células madre embrionarias, junto con la capacidad de autorenovarse y la elevada tasa de duplicación, son las principales características por lo que son muy importantes para la investigación en biomedicina sobretodo en la medicina regenerativa.

Tras muchos años de polémica sobre la utilización de este tipo celular en la investigación por los problemas éticos que conlleva, se ha conseguido realizar ensayos con este tipo de células que han dado resultados favorables, pero que debido a la alta tasa a la que se dividen, tienen una elevada probabilidad de formar tumores lo que complica el tratamiento ya que se ha conseguido cura una enfermedad pero causado otra. Por lo que es necesario continuar investigando este tipo de células si se quiere llevar a cabo un tratamiento seguro.

Las células madre adultas sin embargo se obtienen de tejidos adultos, habiendo diferentes tipos de células madre adultas según el tipo de tejido: Células madre del sistema hematopoyético, células madre del sistema nervioso, células madre de la piel… Estas células madre se caracterizan por ser multipotentes, que significan que son capaces de generar todos los tipos de células de un tejido en concreto. Por ejemplo las células madre del sistema hematopoyético serían capaces de generar globúlos rojos, glóbulos blancos, plaquetas, etc.

Al igual que las células madre embrionarias, las adultas también son de gran atractivo para el estudio de nuevos tratamientos para algunas enfermedades por su capacidad de generar nuevos tipos de células diferentes a ellas. A ello se suma el hecho de su obtención en el tejido adulto que las aleja de los problemas éticos. Pero como todo, tienen su “lado oscuro” y es que no en todos los tejidos se ha logrado encontrar este tipo de células, bien porque no existen o bien porque no hemos sabido diferenciarlas de las células “normales” del tejido. Además hay que añadir que como el caso de las embrionarias también generan tumores, aunque la probabilidad es mucho menor.

Este tipo de células se emplea actualmente en algunos tratamientos como por ejemplo en leucemias, cuando se realiza un trasplante de médula ósea lo que se está realizando es un trasplante de células progenitoras del sistema hematopoyético. Pero en otro tipo de enfermedades no es tan sencilla ni su utilización y como he dicho antes su diferenciación de las células “normales” del tejido en cuestión.

Un tipo especial de células madre adultas que son empleadas en algunos casos de enfermedades del sistema hematopoyético, son las denominadas células del cordón umbilical. Este tipo de células los últimos años han empezado a ser muy populares hasta el punto de que han aparecido bancos privados que conservan el cordón umbilical de tu hijo y cuando lo necesites puedes utilizarlo, por un módico precio claro. También se ha creado un banco público al cual tu donas el cordón umbilical de tu hijo y se decide si almacenarlo por diversas características, o no. A este último tipo de banco tiene acceso cualquier persona que necesite un trasplante de este tipo de células sin necesidad de pagar por el mantenimiento.  La característica que tienen este tipo de células es que no tienen un sistema inmune desarrollado por lo que generan un menor rechazo en los trasplantes. La principal desventaja es que para un trasplante por ejemplo en el caso de leucemias en adultos son necesarios aproximadamente ¡7 cordones umbilicales! y no siempre la terapia es satisfactoria.

Las células madre pluripontentes inducidas, también conocidas como células iPS, son células de un tipo celular diferenciado, por ejemplo una célula de piel o de músculo, pero que son modificadas artificialmente para que pierdan esas características propias y se conviertan en células madre, adquiriendo las características de estas últimas: pluripotencialidad y autorenovación. Por lo que estás células modificadas pueden ser de nuevo dirigidas para que adquieran características de otro tipo de célula por ejemplo una célula de músculo a la que se le hace perder sus características musculares y se hace que adquiera características de una célula de la piel.

La pregunta sería: ¿y qué ventaja tienen este tipo de células madre respecto al resto? Bueno la primera ventaja es sencilla utilizamos células de persona adulta, por lo que nos evitamos problemas éticos que tienen las embrionarias pero tenemos sus ventajas. Por otra parte otra ventaja que tienen esta células es que pueden utilizarse células del paciente pero de un tipo celular que  no esté afectado y producir células del tejido que sí. Con ello se soluciona el problema del paciente y además al ser células propias no se produce un rechazo. Además de esto estás células pueden madre pueden dar lugar a células diferenciadas de tejidos en los que no se había podido encontrar o diferenciar células madre adultas. Por lo que estas células parecen ser la solución. No es oro todo lo que reluce, y como en el caso de las anteriores estas también producen tumores debido a que no se conoce a la perfección el proceso para convertir las iPS en las células que se desea obtener y en muchos casos no se tiene información de factores están implicados. Por ello, aunque las células madre pluripotentes inducidas parecen una herramienta más para la terapia de enfermedades, como siempre aún quedan cosas por descubrir e investigar.

En conclusión,  las células madre son una herramienta más para el tratamiento de enfermedades, pero no son la panacea y no van a solucionar todas las enfermedades. Para conseguir tratar el mayor número de enfermedades es necesario seguir investigando y conocer más profundamente su funcionamiento, lo que requiere tiempo, bastante tiempo.

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Células madre ¿y eso qué es? (I)

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Creo que todo el mundo ha escuchado hablar de las células madre alguna vez en su vida, ya sea por los medios de comunicación convencionales, a través de internet o algunos afortunados, como es mi caso, a través de investigadores profesionales que trabajan directamente con ellas. Dado que todos no son tan afortunados como yo, me gustaría dedicar varios posts a este tipo de células que tanto han dado que hablar por los problemas éticos que suscita su uso y porque creo que es necesario que la gente conozca de manera directa y sencilla lo que son, de donde se obtienen y para que se pretenden emplear.

Para empezar me gustaría definir lo que se entiende por célula madre de manera general. Una célula madre es aquella capaz de dar lugar a diferentes tipos célulares, diferentes tejidos o diferentes órganos: sangre, piel, huesos, músculos… Además estás células tienen una elevada capacidad de proliferación, es decir, a partir de ellas se generan nuevas células hijas rápidamente y tienen una característica muy especial: La AUTORENOVACIÓN. Os preguntaréis qué significa. Muy sencillo, cuando una célula se divide da lugar a dos células hijas, generalmente son células idénticas pero en algunos casos como es el de las células madre generan una célula hija que dará lugar, por ejemplo a un trozo de piel, mientras que la otra no lo hará y se mantendrá como célula madre.

División de células madre

Como se puede observar en el dibujo ésta célula madre puede seguir dando lugar a otras dos células hijas que como en caso de las anteriores, una dará lugar al tejido en cuestión y la otra permanecerá como célula madre, y así sucesivamente permitiendo generar nuevas células. Estas características las hacen muy importantes en la investigación para encontrar una terapia para enfermedades como las paraplejias, hemiplejías, diabetes, Alzhéimer, leucemias y una larga lista de más enfermedades en las que hay una perdida de células y las células madre del tejido afectado no son capaces de “reponerlas”.

Esencialmente se pueden distinguir tres grandes tipos de células madre: las células madre embrionarias, las células madre adultas y las células madre pluripotentes inducidas  (células iPS) que explicaré más en detalle en el próximo post.

Para vayáis haciendo una idea de lo que son cada una de ellas haré un símil:

Cuando estamos estudiando en el instituto nuestras posibilidades profesionales son muy amplias, podemos ser lo que queramos: arquitecto, electricista, ingeniero, albañil, profesor, investigador, agente de bolsa, cantante, policía, peluquera… son miles las posibilidades. En este estado somos como las células madre embrionarias que pueden dar lugar a casi todos los tipos celulares de un organismo. Pero llega el momento de tomar una decisión en nuestras vidas ¿ciencias o letras? ¿seguir con el bachillerato o hacer formación profesional? Una vez tomada esta decisión sólo podremos acceder a ser un número limitado de profesiones. Por ejemplo si elegimos hacer el bachillerato científico-técnico podremos ser arquitectos, profesores, ingenieros industriales, ingenieros agrónomos, ingeniero de telecomunicaciones… pero no bailarín de danza clásica (al menos no es lo normal). Pues cuando estamos en bachillerato somos como las células madre adultas que pueden dar lugar unos tipos de células dentro de su “rama”.  Y las células IPs serían aquellas personas que una vez ya tienen una profesión y por diferentes razones deciden estudiar otra carrera o profesión.

Cuando empezó todo

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“[…] Confío en que el libro pueda demostrar que la ciencia rara vez progresa de la forma lógica y directa que imaginan las personas ajenas a ella. Por el contrario, sus pasos hacia delante (y, a veces, hacia atrás) suelen ser sucesos muy humanos en los que las personalidades y las tradiciones culturales desempeñan papeles fundamentales […]”

La doble hélice (James D. Watson)

Con estas palabras comienza James Dewey Watson su libro “La doble hélice” en el que relata su punto de vista sobre el descubrimiento que le llevaría a recibir junto con Francis Crick y Maurice Wilkins el premio Nobel de Fisiología en 1962: El descubrimiento la estructura básica del ADN. Os preguntaréis que tiene que ver este libro conmigo. La respuesta es sencilla, fue mi primer libro de divulgación científica. Era mi primer año de carrera y yo había sido captada para formar parte de un grupo “especial” denominado “Proyecto de Innovación Educativa” (P.I.E para los colegas). Este grupo pretendía aplicar la metodología “Bolonia” de formación continua, es decir, nos hicieron hacer trabajos, reseñas, tutorías en grupo, etc. Dentro de esas actividades (que por supuesto formaban parte de la nota final y por tanto eran “obligatorias”) estaba la de leer un libro, de entre unos cuantos que se proponían, hacer un resumen y una entrevista sobre él con el tutor asignado. De todos los libros dos llamaron mi atención, uno fue éste y el otro fue “El gen escarlata” de Pere Puigdomenech. Mi elección ya denotaba de que pie iba a cojear a la hora de decidir entre los denominados biólogos de bata y biólogos de campo, pero aún así la elección entre uno de estos dos libros me fue sencilla: primero porque al señor Watson ya lo conocía (no personalmente, claro); y segundo porque el tutor al que le correspondía este libro era mi profesora de Bioquímica que admiraba tanto por su magistral forma de dar clase como por el impacto que causo en mi inocente yo de primero de carrera, conocer a un científico que poseía su despacho en el mismo laboratorio donde investigaba y que me además ejercía la docencia. La lectura de este libro fue absorbente, devoré el libro en unos pocos días. En el Watson logra contar de una forma amena, algo que puede ser tan farragoso por el día a día en la investigación. Además lo hace de forma sencilla puesto que yo no era una entendida en el tema, estaba en primero, pero llegué a entender la mayoría de cosas que explicaba (difracciones de rayos X y demás se escapaban de mis conocimientos).

En perspectiva, después del paso de los años y de haber leído algunos libros de divulgación más, he de decir que es mi libro por excelencia recomendando su lectura a todos aquellos científicos o “proyectos de”, así como aquellos que no tengan vínculo con la ciencia pero quieran pasar un buen rato leyendo.