Proceso de Formación Individual a partir del embrión
Una amplia variedad de tipos de células conforman el cuerpo humano, que se compone de aproximadamente 60 billones de células en total. Cada una de esas células se deriva en última instancia de un solo óvulo fertilizado, que comenzó a dividirse, y finalmente se diferenció en células somáticas de diferente morfología y función que forman los diversos tejidos y órganos del cuerpo humano. Se considera que las células madre pluripotentes tienen un potencial similar sin diferenciación extraembrionaria.
Figura: Inducción de los diversos tipos de células de tejido a partir de células madre pluripotentes a través de tres capas germinales
En el proceso de formación de un individuo, las células madre cambian (se diferencian) en células que son diferentes de sí mismas, conservando la capacidad de proliferación para dividir y crear más células del mismo tipo, o diferenciarse aún más en una forma más especializada. Así es como se crean varios órganos.
En la etapa de blastocisto, una etapa temprana del desarrollo embrionario, hay células que son capaces de diferenciarse en casi cualquier tipo de célula que forme el cuerpo, una capacidad conocida como pluripotentcy.In las células madre pluripotentes de vitro, incluidas las células ES y las células iPS, pueden diferenciarse en tipos celulares derivados del endodermo, mesodermo y ectodermo, pero no son capaces de convertirse en un organismo completo por sí solas. Por el contrario, las células madre que solo pueden diferenciarse en un número limitado de tipos de células, como las células madre de tejido y las células madre somáticas, se conocen como células madre multipotentes.
Estas células se utilizan no solo para la investigación básica, donde se diferencian en células específicas para examinar sus propiedades, sino también para el «cribado de descubrimiento de medicamentos» para buscar candidatos a medicamentos, y para la «medicina regenerativa», donde se trasplantan o se administran a pacientes como agente terapéutico. Sin embargo, el cultivo de células madre pluripotentes es diferente del cultivo de células somáticas convencionales en muchos aspectos, y se dice que es difícil mantener el estado indiferenciado y garantizar un alto nivel de reproducibilidad.
Clasificación y Características de las Células Madre Multipotentes y las Células Madre Pluripotentes
Las células madre multipotentes
Las células madre multipotentes tienen la capacidad de diferenciarse en células que comprenden tejidos y órganos específicos, e incluyen tanto células madre tisulares como células madre somáticas.
Las células madre de los tejidos son específicas de los tejidos y tienen la capacidad de renovarse por separado mediante la división en células hijas de tipo similar o de diferenciarse en células más especializadas dentro del tejido.
Las células madre somáticas existen en vivo y pueden diferenciarse en un número limitado de tipos de células. Las células madre mesenquimales (CMM), son un tipo de célula madre somática, y pueden diferenciarse en hueso, cartílago, vasos sanguíneos y cardiomiocitos. Las MSC se obtienen con relativa facilidad de la médula ósea, el tejido del cordón umbilical, la sangre del cordón umbilical y el tejido adiposo.
Se informa que las células madre multipotentes tienen un efecto antiinflamatorio, un efecto inductor del factor de crecimiento, un efecto proangiogénico y desempeñan un papel importante en la reparación de tejidos. Además, se dice que tienen un riesgo reducido de cáncer en comparación con las células madre pluripotentes, una consideración de seguridad importante.
Los productos médicos regenerativos ya han sido aprobados en todo el mundo para el tratamiento de la lesión de la médula espinal y la enfermedad aguda de injerto contra huésped después del trasplante de células madre hematopoyéticas.Tabla
: Examples of Approved Regenerative Medical Products That Use Human MSCs in the World-
| Regenerative Medical Products | Approved Countries | Manufacturing Distributors | Origin MSC | Applications |
|---|---|---|---|---|
| PROCHYMAL® | Canada, New Zealand | Mesoblast | Allogeneic bone marrow-derived MSC | Acute GVHD*(pediatric) |
| TEMCELL® HS Inj. | Japan | JCR Pharma | Allogeneic bone marrow-derived MSC | Acute GVHD* |
| Stemirac® Inj. | Japan (conditional approval) | Nipro | Autologous bone marrow-derived MSC | Spinal cord injury |
| Heartcellgram-AMI® | South Korea | Pharmicell | Autologous bone marrow-derived MSC | Acute myocardial infarction |
| Cupistem® | South Korea | Anterogen | MSC derived from own fat | Crohn’s disease |
| CARTISTEM® | South Korea, EU | Medipost | Allogeneic cord blood-derived MSC | Knee osteoarthritis |
| Stempeucel® | EU, India (conditional approval) |
Stempeutics Research |
Allogeneic bone marrow-derived MSC | Knee osteoarthritis |
| Allostem® | USA | Allosource | Allogeneic fat derived MSC (A combination product composed of human demineralized bone matrix) |
Bone damage |
| Osteocel® Plus | US | NuVasive | Allogeneic bone marrow-derived MSC (A combination product composed of osteoprogenitor cells and human demineralized bone matrix) |
Bone repair (361HCT/P) |
*EICH: Enfermedad Injerto contra Huésped
las células madre Pluripotentes
Pluripotentes células madre son las células madre que pueden diferenciarse en casi cualquier célula que compone el cuerpo. Las ESC, las células germinales embrionarias (EGC) y las IPSC se han establecido hasta ahora como tipos de células madre pluripotentes.
Las ESC se establecen a partir de la masa celular interna dentro del blastocisto hueco, que es una etapa temprana del desarrollo embrionario después de la división por el cigoto en una blástula. En Japón, las células ES se establecen a partir del suministro excedente de óvulos fertilizados que se desechan después del tratamiento de infertilidad. Las EGC se desarrollan a partir de precursores celulares de espermatozoides y óvulos (células germinales primordiales) y tienen casi las mismas propiedades que las ESC.
Las IPSC se crean reprogramando células somáticas a un estado indiferenciado mediante la introducción de genes específicos. El establecimiento de los CSIP nos ha permitido obtener células similares a los CSI de donantes. También es posible obtener tejido suministrado por un paciente con una enfermedad, establecer iPSCs a partir del tejido e inducir la diferenciación para proporcionar un modelo in vitro de la enfermedad. Por lo tanto, las células somáticas, como las células nerviosas o los cardiomiocitos, creadas por la diferenciación inducida de las CPI tienen un gran potencial para aplicaciones como la determinación de la etiología de la enfermedad, la evaluación de la eficacia de los medicamentos y los efectos secundarios, y el trasplante a pacientes como terapias de medicina regenerativa. Sin embargo, se han reportado mutaciones genéticas no deseadas al establecer cultivos de iPSC, así como subculturas de IPSC y ESC durante largos períodos de tiempo. En la actualidad se desconoce si todas estas mutaciones genéticas son peligrosas, y los investigadores están discutiendo la mejor manera de evaluar su seguridad para su uso práctico en el futuro.
