¿Qué son las células madre?

Células Madre

Células Madre

Las células madre ayudan a crear nuevas células en los tejidos sanos existentes, y pueden ayudar a reparar los tejidos en las áreas que están lesionadas o dañadas. Son la base para los tipos específicos de células que componen cada órgano en el cuerpo.

Las células madre se distinguen de otras células por algunas características importantes: tienen la capacidad de auto-renovación; tienen la capacidad de dividirse durante un largo periodo de tiempo; y, bajo ciertas condiciones, pueden ser inducidas a diferenciarse en células especializadas con funciones distintas (fenotipos), incluyendo, células cardíacas, células hepáticas, células de grasa, células óseas, células de cartílago, células nerviosas, y células de tejido conectivo . La capacidad de las células para diferenciarse en una variedad de otras células se denomina multipotencia.

Lo que los científicos aprenden sobre el control de la diferenciación de las células madre puede convertirse en la base para nuevos tratamientos de muchas enfermedades graves y lesiones.

¿Qué tipos de células madre existen?

Los científicos trabajan principalmente con dos tipos principales de células madre: las células madre adultas y células madre embrionarias. Las células madre adultas se utilizan en la investigación de las condiciones ortopédicas.

Las células madre embrionarias son células más básicas obtenidas en el laboratorio. A diferencia de las células madre adultas, que se obtienen a partir de tejido vivo humano, las células madre embrionarias se obtienen a partir de embriones humanos que han sido fertilizados en el laboratorio o in vitro. Se retiran 4 a 5 días después de la fertilización y luego se dejan crecer en cultivo.

Las células embrionarias son pluripotentes y pueden convertirse en casi cualquier tipo de célula en el cuerpo. Las células madre adultas son más específicas de tejido y por lo tanto son más útiles para los cirujanos ortopédicos que están tratando de reparar el hueso, músculo y cartílago. Los cirujanos ortopédicos que utilizan la terapia de células suelen trabajar con células madre adultas.

La fuente más común de células madre adultas (y probablemente la más estudiada) es la médula ósea, que contiene dos tipos: (células que forman la sangre) hematopoyéticas y células madre mesenquimales.

De particular interés en la investigación ortopédica son las células estromales de médula ósea.

Células Madre Mesenquimales

Células Madre Mesenquimales

Estas son las células madre mesenquimales que, en el entorno adecuado, pueden diferenciarse en células que forman parte del sistema músculo-esquelético. Pueden ayudar a formar hueso trabecular, tendón, cartílago articular, ligamentos, y parte de la médula ósea.

Los investigadores en los últimos 10 años han informado de la presencia de células madre adultas en varios otros tejidos ademàs de la médula ósea, incluyendo el cerebro, los folículos pilosos, pulpa dental, piel, hígado, músculo esquelético, las paredes de los vasos sanguíneos, el páncreas y el intestino.

Otra células madre que se ha estudiado recientemente es la célula madre del cáncer. Los investigadores creen que una célula madre prolifera para dar lugar a tumores en una lista creciente de cánceres. Dichas células regeneran el tumor después de ciclos de terapia contra el cáncer y la cirugía. Los estudios comparativos de las vías de señalización de las células normales y cancerosas madre podrían proporcionar información sobre qué moléculas específicas se pueden orientar para su detección y evitar la formación de cánceres.

¿Cómo se obtienen las células madre adultas?

Las células madre adultas son las más comúnmente obtenidos a partir de la parte exterior de la pelvis, la cresta ilíaca. Se inserta una aguja en el hueso ilíaco y la médula ósea se retira o se aspira a través de la aguja.

Varias muestras se pueden obtener de la misma zona de esta manera.

Las células madre se pueden separar de las otras células de la médula ósea y cultivar o expandir en el laboratorio. Esto puede tomar de 7 a 21 días.

Cuando las células madre se colocan en un entorno específico de tejido, tal como hueso, se activan. A medida que se dividen, crean nuevas células madre, la segunda generación son las células progenitoras. Estas células progenitoras pueden diferenciarse en células nuevas con el mismo fenotipo que el tejido huésped.

¿Qué usos potenciales tienen las células madre según los investigadores?

Los Investigadores tienen la esperanza de que, en el futuro, una amplia gama de enfermedades y lesiones traumáticas se van a curar por alguna aplicación de la terapia celular con células madre.

Actualmente, los órganos donados y los tejidos se utilizan para reemplazar el tejido perdido o dañado en muchos trastornos. El gran potencial de regeneración de las células madre ha creado una intensa investigación que involucra experimentos dirigidos a la sustitución de tejidos para el tratamiento de las enfermedades de Parkinson y Alzheimer, la osteoartritis, la artritis reumatoide, la lesión de la médula espinal, quemaduras, enfermedades del corazón y diabetes.

Si bien cierto éxito se ha logrado con animales de laboratorio, un número muy limitado de experimentos se han realizado en seres humanos. Estos pocos experimentos, sin embargo, han demostrado el gran potencial de las células madre. Los científicos creen que una profunda comprensión del complejo fenómeno de la diferenciación de células madre dará lugar a una posible cura para enfermedades graves causadas por la división celular anormal y la diferenciación, como el cáncer y varias alteraciones del crecimiento y desarrollo.

Otra razón por la cual los biólogos celulares están emocionados acerca de este campo es que las células madre humanas también se podrían usar para probar nuevos medicamentos. Por ejemplo, los nuevos medicamentos podrían ser probados para la seguridad mediante la aplicación a células especializadas diferenciadas a partir de un clon de células madre. El tratamiento del cáncer, por ejemplo, podría beneficiarse enormemente si los medicamentos anti-tumorales podrían ser adaptados para apuntar a la célula madre tumor

 

¿Cuáles son algunos ejemplos de tratamientos musculoesqueléticos con células madre?

En este punto, los tratamientos musculoesqueléticos màs utilizandos con células madre se realizan en centros de investigación como parte de ensayos clínicos controlados. Procedimientos de células madre se están desarrollando para tratar fracturas óseas y pseudoartrosis, regenerar el cartílago articular en las articulaciones artríticas, y sanar los ligamentos o tendones. Estos se detallan a continuación.

Las fracturas de huesos y faltas de unión: En el hueso, las células progenitoras pueden dar lugar a osteoblastos, que se convierten en células óseas maduras, u osteocitos. Los osteocitos son las células vivas en el tejido óseo maduro. Las células madre pueden estimular el crecimiento óseo y promover la cicatrización del hueso lesionado.

Tradicionalmente, los defectos óseos han sido tratados con material de injerto óseo sólido colocado en el sitio de la fractura o pseudoartrosis. Las células madre y las células progenitoras se colocan ahora junto con el injerto óseo para estimular y acelerar la curación.

El cartílago articular: El revestimiento de las articulaciones se llama el cartílago articular. El daño al cartílago articular con frecuencia puede conducir a la degeneración de la articulación y producir dolor. Las técnicas actuales para tratar el daño del cartílago articular son el uso de injertos y trasplantes de cartílago para rellenar los defectos. Se espera que las células madre crearán crecimiento de cartílago hialino para restaurar la superficie de la articulación normal.

Los ligamentos y tendones:Las células madre mesenquimales también pueden desarrollar células que son específicas para el tejido conectivo. Esto permitiría una curación más rápida de ligamentos y tendones lesiones, como cuadriceps o roturas del tendón de Aquiles. En este caso, las células madre se incluyen como parte de un proceso de reparación primaria.

¿Hay alguna historia de éxito del tratamiento del aparato locomotor que utilizan las células madre?

En un estudio canadiense informó recientemente, que la terapia con células madre fue utilizado con éxito para tratar la incontinencia urinaria en 25 pacientes.

El tratamiento implicó la inyección de células madre de músculo en el cuello de la vejiga urinaria para fortalecer la válvula débil. Lo más interesante, las células madre utilizadas fueron las propias células del paciente (autólogos) obtenidos a partir de biopsias de músculo esquelético de sus brazos.

Es de destacar que la investigación venía de varios años de trabajo de análisis de los usos potenciales de células madre derivadas de músculo en el tratamiento de las enfermedades musculoesqueléticas.

¿Cuáles son algunos de los proyectos de investigación que se estén trabajando en el sistema musculoesqueletico ?

Investigadores de células madre musculoesqueléticas están llevando a cabo numerosos estudios.

Un estudio reciente examinó la capacidad de las células madre derivadas de músculo para reparar cartílago articular y promover la restauración.

Drs. Kuroda y Huard (Universidad de Pittsburgh) y sus células madre musculares cultivadas que derivan de ratones recién nacidos durante dos semanas y los mezclan con pegamento de fibrina. Cuando se aplica a los defectos del cartílago en 12-semanas de edad ratas atímicos, las células manipuladas genéticamente mejoran la formación de nuevo cartílago y mejora la reparación del cartílago articular.

Dr. Lieberman (UCLA) llevó a cabo un estudio similar, que mostró que el uso de células de médula ósea de ratas genéticamente modificados puede ayudar significativamente a sanar los defectos de hueso de la pierna grandes en ratas.

Los resultados de estudios como éstos proporcionan una prueba de concepto de que tales métodos podrían usarse para tratar la osteoartritis, fracturas no consolidadas, y defectos óseos en los seres humanos.

¿Cuáles son algunos de los tratamientos en el horizonte (5 a 10 años a partir de ahora)?

Las células madre para terapias con células están todavía en las fases experimentales para varias enfermedades, condiciones y discapacidades, incluyendo la diabetes tipo 1 (diabetes mellitus); Parkinson y el Alzheimer; trastornos musculares, incluyendo las distrofias de Duchenne y de Becker ; esclerosis múltiple; lesiones de la médula espinal; derrames cerebrales isquémicos; quemaduras; enfermedad del corazón; osteoartritis; y, la artritis reumatoide.

Por otra parte, la terapia del cáncer y la detección es probable que sea ravolucionada por los avances y mayor inteligencia adquirida mediante la ciencia de células madre.

Otra área que representa una gran promesa para el futuro es el área in utero con células madre para las enfermedades congénitas, hematológicas, metabólicas y trastornos inmunológicos. Para muchas de estas enfermedades, la gestión intrauterina precoz es una opción ideal, ya que el sistema inmunológico no se ha desarrollado completamente.

Fuentes

American Academy of Orthopaedic Surgeons ( AAOS)

Orthopaedic Research Society(ORS)

Te gustaría compartir este contenido?

Si te interesó este artículo, te recomendamos también leer:

Compartinos tus dudas o pensamientos. Dejá tu comentario:

Sobre Dr. Ignacio Dallo

Graduado de médico en la Universidad Nacional de Rosario, realizó su residencia en ortopedia y traumatologÍa, y se especializó con estudios de postgrado en Medicina y Ciencias del Deporte. El Dr. Ignacio Dallo realiza artroscopia de rodilla y hombro, ecografía músculo esquelética para diagnóstico y como guía para infiltraciones y se dedica a estudiar y a aplicar las terapias biológicas autologas (plasma rico en plaquetas y células madre de la médula ósea) para mejorar el potencial de cicatrización de los tejidos dañados (lesiones músculo tendinosas y del cartílago articular).