Células madre

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Células madre

Micrografía electrónica de transmisión de una célula madre mesenquimatosa que muestra características ultraestructurales típicas
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Las células madre  son células indiferenciadas (inmaduras) que se encuentran en muchos tipos de organismos multicelulares . Las células madre son capaces de autorrenovarse, formando nuevas células madre, dividiéndose por mitosis y diferenciándose en células especializadas, es decir, convirtiéndose en células de diversos órganos y tejidos .

Antecedentes históricos

Ahora he descubierto que estas células sanguíneas primitivas, como las llamo, no son en modo alguno eritroblastos, como sugeriría el punto de vista convencional, sino elementos completamente indiferenciados con un núcleo ligero y redondo y un protoplasma basófilo estrecho; no son glóbulos rojos ni blancos, aunque lo más probable es que todavía se los llame glóbulos blancos, ya que a veces, especialmente en los pollos, tienen forma ameboidea y son muy similares a los linfocitos grandes. Se multiplican aún más y, al principio, su número también aumenta al reemplazar las células endoteliales en los vasos primitivos.

Propiedades

Todas las células madre tienen dos propiedades esenciales:

Autorrenovación

Hay dos mecanismos que mantienen la población de células madre en el cuerpo:

  1. División asimétrica, en la que se forman dos células diferentes (una célula madre y una célula diferenciada [27] ).
  2. División estocástica: algunas células madre se dividen en dos más especializadas, mientras que otras, al dividirse, dan lugar a dos células madre.

Potencial diferenciador

Fueron clasificados por Weigers y Weisman según su capacidad para producir líneas celulares.

El potencial diferenciador, o potencia, de las células madre es la capacidad de producir una cierta cantidad de tipos diferentes de células. Según la potencia, las células madre se dividen en los siguientes grupos:

Clasificación

Las células madre se pueden dividir en tres grupos principales según la fuente de su recepción: embrionarias, fetales y posnatales (células madre adultas).

Células madre embrionarias

Las células madre embrionarias (ESC) forman la masa celular interna (ICM), o embrioblasto , al principio del desarrollo del embrión . Son pluripotentes .

Una ventaja importante de las ESC es que no expresan HLA (antígenos leucocitarios humanos), es decir, no producen antígenos de compatibilidad tisular . Cada individuo tiene un conjunto único de estos antígenos , y el desajuste entre el donante y el receptor es una de las principales causas de incompatibilidad en el trasplante . En consecuencia, la posibilidad de que las células embrionarias del donante sean rechazadas por el cuerpo del receptor es muy baja.

Cuando se trasplantan a animales inmunodeficientes , las células madre embrionarias pueden formar tumores de una estructura compleja (multitejido): teratomas , algunos de los cuales pueden volverse malignos. No hay datos fiables sobre cómo se comportan estas células en un organismo inmunocompetente, por ejemplo, en el cuerpo humano. Al mismo tiempo, cabe señalar que ya se han iniciado ensayos clínicos con derivados diferenciados (células derivadas) de ESC.

Una de las principales desventajas de las ESC es la imposibilidad de utilizar material autógeno, es decir, propio, durante el trasplante, ya que el aislamiento de las ESC de un embrión es incompatible con su desarrollo posterior.

Células madre fetales

Las células madre fetales se obtienen de material fetal después de un aborto (por lo general, la edad gestacional, es decir, el desarrollo intrauterino del feto, es de 9 a 12 semanas) [30] . Las células madre fetales son una mezcla de células madre multipotentes y unipotentes [31] [32] . Naturalmente, el estudio y uso de dicho biomaterial también plantea problemas éticos. Otro problema es el mercado ilegal de preparados de células madre fetales en Rusia [33] . La empresa británica ReNeuron está investigando el uso de células madre fetales para el tratamiento de accidentes cerebrovasculares . Estas células ya han comenzado a diferenciarse y, por lo tanto, cada una de ellas, en primer lugar, solo puede sufrir un número limitado de divisiones y, en segundo lugar, dar lugar no a ninguna, sino a ciertos tipos de células especializadas. Por lo tanto, las células hepáticas especializadas y las células hematopoyéticas pueden desarrollarse a partir de células hepáticas fetales . A partir del tejido nervioso fetal , en consecuencia, se desarrollan células nerviosas más especializadas .

Células madre posnatales

A pesar de que las células madre de un organismo maduro tienen una potencia menor en comparación con las células madre embrionarias y fetales, es decir, pueden generar un menor número de tipos diferentes de células, el aspecto ético de su investigación y uso no suscita serias controversias . . Además, la posibilidad de utilizar material autógeno asegura la eficacia y seguridad del tratamiento. Las células madre adultas se pueden dividir en tres grupos principales: hematopoyéticas (hematopoyéticas), mesenquimales multipotentes (estromales) y células progenitoras específicas de tejido .

A veces, las células de la sangre del cordón umbilical se aíslan en un grupo separado, ya que son las menos diferenciadas de todas las células de un organismo maduro , es decir, tienen la mayor potencia. La sangre del cordón umbilical contiene principalmente células madre hematopoyéticas, así como células madre mesenquimales multipotentes, pero contiene pequeñas cantidades de otros tipos de células madre que, bajo ciertas condiciones, son capaces de diferenciarse en células de varios órganos y tejidos.

Células madre hematopoyéticas

Las células madre hematopoyéticas (HSC) son células madre multipotentes que dan lugar a todas las células sanguíneas de la serie mieloide ( monocitos , macrófagos , neutrófilos , basófilos , eosinófilos , eritrocitos , megacariocitos y plaquetas , células dendríticas ) y linfoide ( linfocitos T , B- linfocitos y asesinos naturales ). La definición de células hematopoyéticas se ha revisado fundamentalmente en los últimos 20 años. El tejido hematopoyético contiene células con capacidades de regeneración a corto y largo plazo , incluidas células multipotentes, oligopotentes y progenitoras. El tejido mieloide contiene una HSC por cada 10.000 células. Las HSC son una población heterogénea . Hay tres subpoblaciones de HSC, según la relación proporcional de progenie linfoide a mieloide (L/M). Las HSC con orientación mieloide tienen una relación L/M baja (>0, <3), mientras que las HSC con orientación linfoide tienen una relación alta (>10). El tercer grupo consta de HSC "equilibradas", para las cuales 3 ≤ L/M ≤ 10. Actualmente, las propiedades de varios grupos de HSC se están estudiando activamente, sin embargo, los resultados intermedios muestran que solo las HSC orientadas a mieloides y "equilibradas" son capaz de autorreproducirse a largo plazo. Además, los experimentos de trasplante han demostrado que cada grupo de HSC replica preferentemente su propio tipo de células sanguíneas, lo que sugiere un programa epigenético heredado para cada subpoblación.

La población de HSC se forma durante la embriogénesis , es decir, el desarrollo embrionario. Se ha comprobado que en los mamíferos, las primeras HSC se encuentran en regiones del mesodermo llamadas aorta , gónada y mesonefros , antes de la formación de la médula ósea, la población se expande en el hígado fetal. Dichos estudios contribuyen a la comprensión de los mecanismos responsables de la génesis (formación) y expansión de la población de HSC y, en consecuencia, al descubrimiento de agentes biológicos y químicos (sustancias activas) que finalmente pueden usarse para el cultivo de HSC in vitro . .

La principal fuente de HSC es la médula ósea . Esta fuente sigue siendo la más utilizada en la trasplantología en la actualidad (ver Trasplante de células madre hematopoyéticas ). Las HSC se encuentran en la médula ósea de los adultos, incluidos los huesos pélvicos , las costillas , el esternón y otros huesos. Las células se pueden obtener directamente de los huesos pélvicos con una aguja y una jeringa, o de la sangre, después de un tratamiento previo con citoquinas , incluido el G-CSF (factor estimulante de colonias de granulocitos), que promueve la liberación de células madre de la médula ósea.

Células madre mesenquimales multipotentes

Las células estromales mesenquimales multipotentes (MMSC) son células madre multipotentes capaces de diferenciarse en osteoblastos (células de tejido óseo), condrocitos (células de cartílago) y adipocitos (células grasas).

Los precursores de las MMSC durante el período de desarrollo embriogénico son las células madre mesenquimales (MSC). Se pueden encontrar en la distribución del mesénquima , es decir, el tejido conectivo germinal.

La principal fuente de MMSC es la médula ósea . Además, se encuentran en el tejido adiposo y en una serie de otros tejidos con un buen suministro de sangre . Existe alguna evidencia de que el nicho de tejido natural de las MMSC se encuentra perivascularmente alrededor de los vasos sanguíneos. Además, se han encontrado MMSC en la pulpa de los dientes de leche, líquido amniótico (amniótico) , sangre del cordón umbilical y gelatina de Wharton del cordón umbilical. Estas fuentes se investigan pero rara vez se aplican en la práctica. Por ejemplo, el aislamiento de MMSC jóvenes de la gelatina de Wharton es un proceso extremadamente laborioso, ya que las células que contiene también se encuentran perivascularmente. En 2005-2006, los especialistas de MMSC definieron oficialmente una serie de parámetros que las células deben cumplir para clasificarlas como población de MMSC. Se han publicado artículos que presentan el inmunofenotipo MMSC y las direcciones de la diferenciación ortodoxa. Estos incluyen la diferenciación en células de tejido óseo, adiposo y cartilaginoso.

Se han llevado a cabo varios experimentos para diferenciar las MMSC en células similares a neuronas, pero los investigadores todavía dudan de que las neuronas resultantes sean funcionales. También se están llevando a cabo experimentos en el campo de la diferenciación de MMSC en miocitos- células de tejido muscular . El área de aplicación clínica más importante y prometedora de las MMSC es el cotrasplante con HSC para mejorar el injerto de una muestra de médula ósea o células madre de sangre del cordón umbilical.

Numerosos estudios han demostrado que las MMSC humanas pueden evitar el rechazo de trasplantes, interactuar con las células dendríticas y los linfocitos T y crear un microambiente inmunosupresor mediante la producción de citoquinas. Se ha demostrado que las funciones inmunomoduladoras de las MMSC humanas mejoran cuando se trasplantan a un entorno inflamado con mayores niveles de interferón gamma . Otros estudios contradicen estos hallazgos, debido a la naturaleza heterogénea de las MSC aisladas y las diferencias significativas entre ellas, según el método de cultivo.

Los MSC se pueden activar si es necesario. Sin embargo, su eficiencia es relativamente baja. Entonces, por ejemplo, el daño muscular incluso después del trasplante de MSC se cura muy lentamente. Actualmente, se están realizando estudios sobre la activación de MSC. Estudios previos sobre el trasplante intravenoso de MSC han demostrado que este método de trasplante a menudo conduce a una crisis de rechazo y sepsis . Hoy en día, se reconoce que las enfermedades de los tejidos periféricos, por ejemplo, la inflamación intestinal, se tratan mejor no mediante trasplante , sino mediante métodos que aumentan la concentración local de MSC.

Sin embargo, los estudios sobre la eficacia del uso de MSC para la reepitelización de la piel dañada, por ejemplo, en el síndrome del pie diabético, han demostrado su eficacia en estudios clínicos [34] .

Células progenitoras específicas de tejido

Las células progenitoras específicas de tejido (células predecesoras) son células poco diferenciadas que se localizan en diversos tejidos y órganos y se encargan de actualizar su población celular, es decir, reemplazan a las células muertas. Estos incluyen, por ejemplo, miosatelocitos (predecesores de las fibras musculares), células precursoras de linfo y mielopoyesis . Estas células son oligo y unipotentes, y su principal diferencia con otras células madre es que las células progenitoras pueden dividirse solo un cierto número de veces, mientras que otras células madre son capaces de autorrenovarse ilimitadamente. Por lo tanto, se cuestiona su pertenencia a verdaderas células madre.

Las células madre neurales, que también pertenecen al grupo específico de tejido, se están estudiando por separado. Se diferencian durante el desarrollo del embrión y durante el período fetal, dando como resultado la formación de todas las estructuras nerviosas del futuro organismo adulto, incluidos los sistemas nerviosos central y periférico . Estas células también se encontraron en el SNC de un organismo adulto, en particular, en la zona subependimaria, en el hipocampo , cerebro olfativo , etc. A pesar de que la mayoría de las neuronas muertas no se reemplazan, el proceso de neurogénesis en el adulto El SNC todavía es posible gracias a las células madre neurales, es decir, la población de neuronas puede "recuperarse", sin embargo, esto ocurre en tal volumen que no afecta significativamente los resultados de los procesos patológicos .

Características de las células madre embrionarias

  1. La pluripotencialidad  es la capacidad de formar cualquiera de aproximadamente 350 tipos de células adultas (en mamíferos) [35] ;
  2. Homing  : la capacidad de las células madre, cuando se introducen en el cuerpo, para encontrar el área de daño y repararla allí, realizando la función perdida;
  3. Totipotencia  : la capacidad de diferenciarse en un organismo completo (11 días después de la fertilización);
  4. Los factores que determinan la singularidad de las células madre no se encuentran en el núcleo , sino en el citoplasma . Este es un exceso de ARNm de los 3 mil genes . , que son responsables del desarrollo temprano del embrión ;
  5. Actividad de la telomerasa . Con cada replicación, se pierde una parte de los telómeros (ver límite de Hayflick ). Las células madre, germinales y tumorales tienen actividad telomerasa, los extremos de sus cromosomas están construidos, es decir, estas células son capaces de sufrir un número potencialmente infinito de divisiones celulares , son inmortales.

Células madre del cáncer

En 2012, para el glioblastoma , el papiloma y el carcinoma de piel y adenoma de intestino, se demostró la existencia de un grupo limitado de células madre cancerosas específicas., que son las precursoras de otras células, y son las responsables de la formación y crecimiento del tumor [36] .

Uso médico

Se supone que en el futuro, con la ayuda de las células madre, será posible restaurar los tejidos del cuerpo dañados como resultado de una lesión o una enfermedad degenerativa: trasplantar las células madre de un donante a un órgano dañado y obligarlas a dividirse, convirtiéndolas en células. del tipo deseado. Sin embargo, en la actualidad, solo los pacientes con leucemia pueden ser tratados con eficacia de esta manera , mientras que en otras áreas de la medicina, el uso de células madre aún no ha dado resultados fiables: la eficacia de este método de tratamiento no ha sido probada, y los riesgos asociados a ella son evidentes: se conocen casos de tumores como consecuencia del trasplante de células madre de donante [37] .

Sin embargo, a pesar de esto, hay muchas clínicas donde se lleva a cabo un tratamiento semi-subterráneo con células madre para una variedad de enfermedades y con el propósito de rejuvenecer. Por regla general, en estos casos, el tratamiento propuesto no está aprobado y no se ha probado su eficacia y seguridad. Además, la investigación con células madre está asociada con un gran número de publicaciones retractadas y escándalos [37] .

Uso de células madre y cáncer

Hubo un debate activo en los medios de comunicación sobre si las inyecciones de células madre embrionarias provocaban cáncer y la posterior muerte prematura de muchas personas famosas, principalmente artistas: Alexander Abdulov , Vera Glagoleva , Ilya Oleinikov , Lyubov Polishchuk , Dmitry Hvorostovsky , Zhanna Friske , Mikhail Zadornov . , Valentina Tolkunova , Clara Luchko , Anna Samokhina , Oleg Yankovsky y otros [38] . Los análisis de pacientes famosos mostraron que en el cuerpo de los actores hay una renovación, una aceleración de la actividad vital. Sin embargo, pronto aparecieron estadísticas terribles: aquellos que usaron inyecciones de células madre realmente se volvieron más jóvenes y luego muy rápidamente se “agotaron” del cáncer, principalmente del glioblastoma (cáncer cerebral), una enfermedad en gran parte misteriosa, que se caracteriza por múltiples daños genéticos. en las células gliales del cerebro. , lo que conduce al rápido crecimiento expansivo de un tumor maligno.

Después de las inyecciones de células madre, comienza la división activa no solo de las células sanas, sino también patológicas del cuerpo, incluidas las malignas, cuanto más envejece el cuerpo. El impulso temporal de la juventud pasa, y vuelve la decadencia, y luego aparecen varias consecuencias. Entonces, si las células inyectadas echan raíces, entonces, debido a la contradicción con las células del cuerpo y el sistema inmunológico, a menudo degeneran en células cancerosas. En cualquier caso, este es un efecto estresante sobre el sistema inmunológico, contra el cual se puede realizar una patología.

Regulación legislativa

En Rusia

Por Decreto del Gobierno de la Federación Rusa del 23 de diciembre de 2009 No. 2063-r (cláusula 6), el Ministerio de Salud y Desarrollo de Rusia, el Ministerio de Industria y Comercio de Rusia y el Ministerio de Educación y Ciencia de Rusia fueron recibió instrucciones de desarrollar y presentar para su consideración a la Duma Estatal de la Federación Rusa un proyecto de ley "Sobre el uso de tecnologías biomédicas en la práctica médica", que regula el uso médico de células madre [39] [40] como una de las tecnologías biomédicas . Dado que el proyecto de ley causó indignación entre el público y los científicos, se envió a revisión y no se adoptó en ese momento.

El 1 de julio de 2010, el Servicio Federal de Supervisión de Salud y Desarrollo Social emitió la primera[ aclarar ] aprobación para el uso de nueva tecnología médica FS No. 2010/255 (tratamiento con células madre propias). [41]

El 3 de febrero de 2011, el Servicio Federal de Supervisión de Salud y Desarrollo Social emitió un permiso para el uso de nueva tecnología médica FS No. 2011/002 (tratamiento con células madre de donante para las siguientes patologías: cambios en la piel relacionados con la edad de la cara de segundo o tercer grado, la presencia de una herida defecto de la piel, úlcera trófica, tratamiento de la alopecia , lesiones cutáneas atróficas, incluidas las rayas atróficas (estrías), quemaduras, pie diabético).

En 2015, la Duma del Estado aprobó en primera lectura el proyecto de ley "Sobre productos celulares biomédicos", que regula el desarrollo, las pruebas, el registro, la producción, el almacenamiento y la venta de productos de células madre y otros [42] . En 2016, esta ley, que legaliza el uso de tecnologías celulares, incluido el uso de células madre [43] , fue finalmente adoptada por la Duma del Estado, aprobada por el Consejo de la Federación y entró en vigor en enero de 2017 [44] [45] .

En Ucrania

Desde abril de 2013, el Ministerio de Salud de Ucrania ha permitido ensayos clínicos (Orden del Ministerio de Salud de Ucrania No. 630 "Sobre la realización de ensayos clínicos de células madre", 2007 [46] ) para el tratamiento de las siguientes patologías utilizando células madre células: necrosis pancreática, enfermedad por quemaduras, isquemia crónica de las extremidades inferiores. [47]

Opinión pública sobre el uso de células madre

Declaraciones de organizaciones religiosas individuales

Opinión de la Iglesia Ortodoxa Rusa de la Iglesia Ortodoxa Rusa

La Iglesia ortodoxa se opone al uso de células madre, cuyo material se obtiene de los embriones, ya que en el cristianismo el embrión es una persona con alma, y ​​la destrucción del embrión es un pecado de asesinato.

La Iglesia ortodoxa también se opone al estudio de las células madre embrionarias humanas.

Interpretación del ROC de las decisiones de los tribunales de la UE

El 18 de octubre de 2011, el Tribunal Supremo de la Unión Europea "ECJ" reconoció[ aclarar ] en el curso de la aclaración del Artículo 6(2)(c) de la Directiva 98/44/EC del Parlamento Europeo que prohíbe patentar una serie de invenciones, que un óvulo humano debe ser considerado un embrión humano a los efectos de este artículo desde el momento de la fecundación [48] , y prohibió cualquier experimento eugenésico y manipulaciones con células madre embrionarias humanas[ especificar ] . De hecho, el C-34/10 Oliver Brüstle v Greenpeace descartó patentar procesos en los que se extraen células madre de un embrión en estado de blastocisto, destruyendo el embrión [49] [50] [51] [52 ] .

Para 2014, el mismo tribunal había aclarado que un óvulo activado partenogenéticamente todavía no constituía un embrión humano y, por lo tanto, permitió patentes sobre células madre derivadas de óvulos no fertilizados y tecnologías relacionadas [53] [54] .

El Ministerio de Salud y Desarrollo Social de la Federación Rusa apoyó esta decisión del tribunal. [ ¿cuándo? ]

Véase también

Notas

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