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1[Fecha]
“Año del Dialogo y Reconciliación Nacional”
Universidad Nacional De La Amazonia Peruana
Facultad Farmacia y Bioquímica
Biología Molecular y Celular
“CELULAS TOTIPOTENTES”
Docente : Blgo. Jorge Angulo Quintanilla
Alumnos : Arirama Chota Hugo Joel
: charpentier Flores Ambar Valeria
: Huayunga Yaicate Joicy Katerin
: Muena sichihua Paula Estefani
: Reátegui Panduro Angel Edinson
: Solsol Murayari Rodrigo Antonio
: Maytahuari panduro Antonio Jerry
: Salas Manuyama Estefany
: Velásquez Álvarez Paolo Bryan
Nivel : II
Ciclo : III
Iquitos – Perú
2018
2[Fecha]
DEDICATORIA
Y a Nuestros Padres por su amor, comprensión y apoyo incondicional en cada etapa de
mi vida.
A nuestros padres que nos apoyan en todo lo requerido ya sea económico y moralmente,
además gracias a ellos somos excelentes personas con metas que cumplir ya que nos
orientaron bien en nuestra educación,
3[Fecha]
AGRADECIMIENTO
A DIOS Porque siempre nos guía y nunca se aparta de nosotros, Por la fortaleza que
nos brinda día a día para lograr nuestros objetivos y metas.
A todos nuestros compañeros por el esfuerzo y compromiso para poder realizar nuestro
de investigación científica.
Al Maestro, que nos guía continuamente en la elaboración y aprendizaje del trabajo de
investigación.
4[Fecha]
ÍNDICE
Contenido Nº Pag.
Portada ………………………………………………………………………. 1
Dedicatoria …………………………………………………………………… 2
Agradecimiento……………………………………………………………… . 3
Introducción………………………………………………………………… . 4
CÉLULA MADRE: TOTIPOTENTES
1.1.0. DERIVACION Y CULTIVO DE CELULA MADRE……………… 6
1.1.1. El comienzo de la vida………………………………………………….
1.1.1.2. El Cigoto es una nueva célula diploide, con genoma distinto al de
sus progenitores………………………………………………….....
1.1.1.3. El cigoto es la etapa unicelular de un nuevo individuo……………...
1.1.1.4. el cigoto tiene una organización única u muy diferente a cualquier
otra célula……………………………………………………………
1.1.1.5. El genoma del cogote es igual al de los quinientos billones de células
del adulto…………………………………………………………….
1.1.1.6. El cogote tiene una organización única y mas diferente a
cualquier otra célula……………………………………….
1.1.2. Cultivo…………………………………………………………………..
2.2.0. ALTERNATIVAS PARA LA OBTENCION DE CELULA MADRE.. 11
2.2.1. Obtención de la célula madre o similares a partir de embriones ser
Congelado muerto………………………………………………………..
2.2.2. Obtención de células madre embrionarias a partir de embriones muy
Jóvenes……………………………………………………………………
2.2.3. Creación de estructuras biológicas pseudoembrionarias por transferencias
Nuclear somática alterada (Ant) a partir de las cuales se pueden obtener
Células Similares a las embrionarias……………………………………..
2.2.4. Creación de estructuras bilógicas pseudoembrionarias por transferencias
Nuclear somático alterado con reprogramación asistida del ovocito……
3.3.0. CELULA MADRECARCINOGENICOS……………………………. 17
4.4.0. APLICACIÓN DE LAS CELULA MADRE EMBRIONARIA EN
BIOQUIMICA …………………………………………………………. 18
4.4.1. Desarrollo de Nuevas drogas…………………………………………….
4.4.2. Terapia de reemplazo celular…………………………………………….
4.4.3. Clonación terapéutica……………………………………………………
5.5.0. CÉLULA MADREEN EL ÁMBITO ODONTOLÓGICO…………… 19
5.5.1. preparación de la célula………………………………………………….
5.5.2. conservación de la célula………………………………………………..
5.5.3. creación de la pulpa dental………………………………………………
5.5.4. creación de una raíz dental………………………………………………
5.5.5. futuras aplicaciones……………………………………………………..
Conclusión…………………………………………………………………... 24
Referencia Bibliográfica…………………………………………………….. 25
5[Fecha]
INTRODUCCIÓN
Las células madre son células indiferenciadas, inmaduras, autorrenovables y capaces de
generar uno o más tipos de células diferenciadas. En las condiciones adecuadas, estas
células pueden dividirse indefinidamente conservando siempre una población estable de
células madre, que bajo las condiciones apropiadas y recibiendo los estímulos adecuados
pueden diferenciarse hacia diferentes tipos de células especializadas de un organismo
adulto (Evans y Kaufman 1981, Das y col 2008). Dependiendo de la etapa de desarrollo,
es posible diferenciar cuatro tipos de células madre: 1) las células madre embrionarias
totipotenciales, 2) las células madre embrionarias pluripotenciales, 3) las células madre
multipotenciales y 4) las células madre progenitoras unipotenciales. La célula madre por
excelencia y que ocupa el primer nivel corresponde al óvulo fecundado o cigoto, el cual
es totipotente ya que puede generar todas las células que darán lugar al organismo adulto,
incluidas las células somáticas, germinales y extraembrionarias (Gjorret y Maddox-Hyttel
2005). (1)
6[Fecha]
CELULAS MADRE: TOTIPOTENCIALES
1.1.0. DERIVACIÓN Y CULTIVO DE CÉLULA MADRE
1.1.1. El Comienzo de la Vida
El comienzo del desarrollo embrionario es la constitución del cigoto a partir del
gameto femenino, el óvulo, y del gameto masculino o espermatozoide. A
diferencia de las células somáticas humanas, los gametos son haploides, es decir,
su genoma, distribuido en 23 cromosomas, se encuentra en una única copia.
Como las células somáticas son diploides, es decir, poseen dos copias de cada
gen, una heredada del padre y otra de la madre, durante la formación de los
gametos tiene lugar un importante proceso, denominado meiosis, mediante el
cual de un modo fundamentalmente aleatorio se selecciona cuál de las dos copias
de la célula diploide precursora del gameto entrará a formar parte de éste. Como
el número de los genes humanos es muy elevado, la probabilidad de que se
formen dos gametos con idéntica dotación génica es despreciable. Incluso en el
caso de los espermatozoides, de los que un varón genera un número ingente a lo
largo de su vida, la probabilidad de encontrar dos con la misma dotación génica
es virtualmente nula, ya que el número de posibles combinaciones de los genes
de origen paterno y materno tras la meiosis es muy superior al número total de
espermatozoides que un varón puede llegar a producir.
Como ocurre en todas las células eucarióticas, el material genético de los
gametos se encuentra confinado en el núcleo. En los óvulos, que son células
grandes y aproximadamente esféricas con un diámetro de alrededor de 0,12 mm,
el núcleo está situado cerca de uno de sus polos, que recibe el nombre de polo
animal. El polo opuesto se denomina polo vegetal y el eje que los une, pasando
por el núcleo, se designa eje animal-vegetal, o simplemente eje a-v. Los
espermatozoides son células mucho más pequeñas; constan de una estructura
globular compacta, la cabeza, de un tamaño inferior a 0,01 mm, y un largo
filamento, la cola, cuya oscilación permite la movilidad del espermatozoide. El
núcleo ocupa la casi totalidad de la cabeza.
Los cigotos poseen ya una dotación genética diploide, aunque por algún tiempo
el material genético procedente de ambos gametos continúa separado. Las
partículas en que se encierra la dotación genética que originalmente se
encontraba en cada gameto se llaman pronúcleos, masculino y femenino. Pero,
a pesar de esa transitoria separación de los genes de origen paterno y materno,
el cigoto posee 46 cromosomas. La formación de una célula diploide por la
fecundación actúa como señal para que comience un rápido proceso de división
celular y el cigoto pronto se divide en dos células. Aunque a veces se hace
referencia al cigoto como a un embrión de una célula, lo más habitual es hablar
de embrión a partir de la primera división celular.
7[Fecha]
La primera división del cigoto tiene lugar al iniciarse el segundo día tras la
fecundación, pero las dos células de este embrión se dividen rápidamente de
nuevo, de modo que al término del segundo día el embrión ya posee cuatro
células. Estos cambios cuantitativos que afectan al aumento del número de
células del embrión transcurren en paralelo con su desplazamiento local. La
fecundación se produce en las proximidades de uno de los ovarios, comunicados
con el útero a través de unos conductos denominados trompas de Falopio. Pues
bien, al término de ese segundo día el embrión ha recorrido ya unos 4-6 cm y se
encuentra a mitad de camino entre el ovario y el útero. Un día más tarde, se han
producido por lo menos dos divisiones más y el embrión, que tiene ya un mínimo
de 16 células, recibe por su morfología el nombre de mórula y está a punto de
llegar al útero. El cuarto día tras la fecundación el embrión, que recibe entonces
el nombre de blastocisto, se encuentra ya en el útero. (2)
En los últimos años el término “célula madre” ha tomado gran importancia desde
que la terapia génica y la clonación son temas de discusión en la literatura
mundial. Una Célula Madre se define como una célula que tiene la capacidad de
dividirse (autorreplicarse) por períodos indefinidos durante toda la vida de un
individuo y que bajo las condiciones apropiadas o señales correctas del
microambiente puede dar origen (diferenciarse) a diferentes linajes con
características y funciones especializadas como miocitos, neuronas o hepatocitos
(Donovan y Gearhart, 2001; Ema et al., 2000; Ivanova et al., 2002; Watt et al.,
2000). Muchos de los términos usados para definir una célula madre, obedecen,
además, al comportamiento de éstas en condiciones in vivo o in vitro (Weissman
et al., 2001), de ahí que existan diversas clasificaciones, de acuerdo al tipo de
tejido que originan. El término “totipotencial” (del latín totus, que significa
completo) hace referencia al potencial que tienen estas células de generar un
embrión completo (tejido embrionario y extraembrionario).
Las células madre embrionarias pueden ser obtenidas a partir de las primeras
etapas de formación del embrión cuando el óvulo fecundado es una esfera
compacta o mórula (Verfaillie et al., 2002); éstas son entonces precursores
totipotenciales con capacidad de proliferar indefinidamente in vitro. El primer
reporte acerca del aislamiento de células madres embrionarias provenientes de
blastocistos humanos data de 1994 cuando se determinó que estas células in vitro
se diferencian espontáneamente en estructuras multicelulares conocidas como
“cuerpos embrionarios”, que contienen elementos de las tres capas germinales a
partir de las cuales se pueden forman varios tipos de células como
cardiomiocitos, neuronas y progenitores hematopoyéticos entre otros (Xiaoxia y
Fuchu, 2000; Thomson et al., 1998).
Las células madre embrionarias (derivadas del blastocisto) y las células
embrionarias germinales (derivadas postimplantación del blastocisto) son
similares en muchos aspectos; ambos tipos de células son capaces de replicarse
y dividirse en cultivos por largos períodos de tiempo sin mostrar alteraciones
cromosómicas, además expresan una serie de marcadores característicos de
progenitores totipotenciales que facilitan su identificación; sin embargo, las
células madre embrionarias derivadas del blastocisto y las células germinales
8[Fecha]
difieren del tejido de donde provienen y de su comportamiento in vivo ya que
las células madre embrionarias son capaces de generar teratomas mientras que
las células germinales humanas no (Odorico et al., 2001; Shamblott et al., 1998).
Una de las ventajas del uso de células madre embrionarias en investigación es
su habilidad de proliferar indefinidamente ya que son capaces de generar una
gran variedad de grupos celulares, lo que permite que bajo ciertas condiciones
puedan ser manipuladas in vitro con el fin de producir precursores de un linaje
específico y contribuir así al tratamiento de enfermedades como diabetes y
Parkinson en las que existen tejidos claramente comprometidos; además, pueden
ser utilizadas para estudios sobre enfermedades producidas durante el desarrollo
embrionario y contribuir a identificar sus bases genéticas (Weissman, 2000); sin
embargo, al tratarse de células muy indiferenciadas, éstas pueden inducir la
formación ciertas neoplasias como teratomas y las implicaciones éticas
generadas por su uso son un punto muy importante a tener en cuenta (Pera et al.,
2000). (3)
1.1.1.1. Cigoto y Embrión
1.1.1.2. El Cigoto es una nueva célula diploide, con un genoma distinto al de
sus progenitores
La fecundación no es una simple mezcla de genes procedentes de los
progenitores, sino un proceso que dura 24 horas, que se inicia con la entrada del
espermatozoide y termina al constituirse una nueva célula con fenotipo de
cigoto. Al final del complejo proceso, los cromosomas del cigoto difieren al de
sus progenitores, al producirse una recombinación de los cromosomas
homólogos durante la formación de los gametos, luego hay una reestructuración
de los genes durante la formación del cigoto, con cambios en el patrón de
impronta parental, en la configuración espacial del ADN y se produce una
autoorganización del oocito para convertirse en cigoto. La impronta es la
metilación de citosinas en las regiones promotoras del ADN, que da lugar a la
represión del gen correspondiente. La impronta parental es el patrón específico
de metilaciones de los cromosomas del gameto masculino y femenino, que
tienen patrones distintos y que presenta parte de sus genes bloqueados.
Al formarse el cigoto se constituye una nueva información genética o genotipo, con una
secuencia específica del material genético que presenta un estado peculiar, ya que hay
una reducción de la metilación en sus genes, gracias a la gran cantidad de desmetalizas
que contiene el oocito. En consecuencia, se genera un nuevo programa capaz de
expresar sus genes desde el inicio, que va a dirigir la construcción del nuevo ser
y le da su identidad. Al terminar de constituirse el cigoto o nuevo individuo en
fase unicelular, es cuando termina la formación del nuevo genoma, que permite
el desarrollo de un nuevo individuo.
1.1.1.3. El cigoto es la etapa unicelular de un nuevo individuo.
La fecundación es el proceso constituyente de un nuevo ser. Al terminar este
proceso complejo de autoorganización, se constituye una nueva célula con
fenotipo cigoto, que es el inicio de un nuevo individuo, capaz de emitir un nuevo
9[Fecha]
mensaje genético desde el inicio y desarrollarse hasta adulto. Se ha comprobado
que en el cigoto ya hay actividad de algunos genes, con expresión de proteínas
específicas; es el caso de los genes SRY (gen del cromosoma Y relacionado con
el sexo, del que depende la diferenciación del testículo), el ZFY, HPRT, APRT,
α-globina. El ovocito es el medio que tiene almacenado los recursos necesarios
y adecuados para formar el nuevo genoma y que emita el nuevo mensaje desde
el inicio para el desarrollo del nuevo individuo. Por ejemplo, el oocito contiene
mucha desmetilasa, que permite activar los genes. Si no se constituye
correctamente un cigoto, lo que suele pasar en la partenogénesis o la clonación,
se forma una célula embrioide, que no llega a completar el fenotipo de cigoto.
Ésta célula puede dividirse, crecer, incluso presentar cierta diferenciación, pero
carece de la información adecuada para emitir su mensaje genético desde el
inicio y constituir un organismo capaz de desarrollarse hasta adulto.
1.1.1.4. El cigoto tiene una organización única y muy diferente a cualquier
otra célula.
No es una célula más, ya que su organización única le permite desarrollar un
individuo completo, siendo la etapa unicelular de un nuevo ser. Algunos
argumentan que el cigoto es semejante a los gametos o a los demás tipos
celulares o a un tumor. Es cierto que presenta semejanzas a un tumor, ya que
ambos tienen gran capacidad de proliferación, hipometilación del genoma, se
adaptan al medio, presentan tolerancia a pesar de tener un genoma distinto y son
capaces de dar a células distintas. Pero un tumor no es capaz de desarrollarse
hasta un nuevo ser. Tampoco los gametos por sí mismos, ni las demás células
somáticas, que, si bien tienen el mismo genoma, no tienen la capacidad intrínseca
para formar un nuevo ser.
El cigoto es una célula muy grande rodeada por la zona pelúcida, membrana que
se mantiene hasta el inicio de la implantación cuando el embrión en etapa de
blastocisto contiene 72 células. En consecuencia, la célula gigante del cigoto da
lugar a células cada vez menores, hasta convertirse en 72 blastómeras de tamaño
normal, que están dentro de la misma membrana. Además, es una célula peculiar
al tener un fenotipo polarizado, que es consecuencia del proceso de fecundación.
En el punto de entrada del espermatozoide (en el ovocito) tiene lugar la entrada
de gran cantidad de calcio, lo que crea una zona rica y otra pobre en calcio. Ello
origina una redistribución asimétrica de los componentes celulares, que conduce
a una organización polarizada durante el proceso autoorganizativo del cigoto. La
polarización es una propiedad esencial, que va a permitir la creación de los ejes
básicos del organismo en algo más de dos semanas, lo cual es imprescindible
para el desarrollo del organismo. En el cigoto ya aparece el primer eje, el
embrionario-abembrionario, que es el precursor del eje anteroposterior o rostro-
caudal. Éste está formado por el segundo corpúsculo polar y el punto de entrada
del espermio. Ello va a determinar un plano asimétrico para la primera división
del cigoto, que dará lugar a dos células distintas. Además, el calcio activa el
bloqueo a la entrada de otros espermios, la segunda división meiótica y convierte
al oocito fecundado en una célula muy activa, que, a través de segundos
10[Fecha]
mensajeros, da lugar a una cascada de activaciones genéticas, con síntesis de
proteínas del citoesqueleto, de receptores de membrana, enzimas, etc.
La asimetría que posee el cigoto determina que la primera división sea
asimétrica, a diferencia de las demás células que se dividen de forma simétrica.
El plano de división del cigoto está un poco desplazado respecto al punto de
entrada del espermio, para dar lugar a dos blastómeras que tienen distinto
fenotipo al cigoto, y entre ellas, al existir diferencias en su tamaño, composición
bioquímica y activación de genes.
1.1.1.5. El Genoma del cigoto es igual al de los quinientos billones de
células del adulto.
El genoma específico que se forma al terminar la constitución del cigoto, es igual
en todas las células y durante toda la vida. Esa secuencia específica del ADN
permite identificar a un individuo, por ejemplo, en criminología y le da su
identidad biológica. Los demás elementos del cuerpo experimentan un continuo
recambio: cambian las proteínas, las células, las capacidades, las funciones, el
tamaño y aspecto del cuerpo, y lo único que permanece invariable desde que
termina la fecundación hasta la muerte, es la información genética que se forma
en el cigoto, que da la identidad biológica al individuo y determina todas las
etapas biológicas de la vida de un ser.
1.1.2.Cultivo
Las células madre embrionarias fueron aisladas por primera vez desde la masa
celular interna de blastocistos de ratón en 1981 (Evans y Kaufman 1981, Martin
1981). Estos estudios preliminares fueron la base para que años más tarde se
hayan logrado establecer líneas de células madre embrionarias a partir de otras
especies como el hámster (Doetschman y col 1988), cerdo (Evans y col 1990,
Vackoba y col 2007), bisonte (Sukoyan y col 1993), macaco de la India
(Thomson y col 1995), marmota (Thomson y col 1996), pollo (Pain y col 1996),
bovino (Stice y col 1996, Cibelli y col 1998, Wang y col 2005), humano
(Thomson y col 1998), perro (Hayes y col 2008) y gato (Yu y col 2008). Más
recientemente, en pocas especies se han aislado líneas de células madre
embrionarias a partir de embriones clonados, generados por fecundación in vitro
11[Fecha]
y/o partenogénesis (Wakayama y col 2001, Cibelli y col 2002, Wang y col 2005,
Byrne y col 2007, Mai y col 2007).
En un principio, las células madre embrionarias de ratón fueron derivadas y
mantenidas en cocultivo con células embrionarias de la misma especie
denominadas células alimentadoras, las cuales aportaban los factores de
crecimiento necesarios para que estas células crezcan adecuadamente,
mantengan un cariotipo normal y preserven su capacidad de autorrenovación y
pluripotencia (Evans y Kaufman 1981, Martin 1981). Estudios posteriores
identificaron una citoquina derivada de estas células, el factor inhibidor de la
leucemia (LIF, del inglés Leukemia Inhibiting Factor), como una de las
moléculas claves en prevenir su diferenciación y en mantener su capacidad de
autorrenovación (Smith y col 1988, Niwa y col 1998, Matsuda y col 1999). Este
factor es producido por células de diferentes especies incluyendo líneas celulares
de fibroblastos de ratón (STO Mouse Fibroblast Cell Line), células de hígado de
ratas búfalo (BRL, del inglés Buffalo Rat Liver), células Vero y fibroblastos
embrionarios humanos (Smith y col 1988, Pease y col 1990, Talbot y col 1995).
De esta forma, para el cultivo de las células madre embrionarias de ratón se
puede utilizar LIF producido por las células STO, al igual que medio
condicionado BRL combinado con células alimentadoras y/o medios libres de
células empleando LIF recombinante en combinación con suero bovino fetal
(Smith y col 1988, Williams y col 1988). (1)
2.2.0. ALTERNATIVAS PARA LA OBTENCIÓN DE CÉLULAS MADRES
Hoy día, uno de los problemas bioéticos de mayor interés es cómo obtener células
madre similares a las embrionarias, sin que se requiera generarlas a partir de
embriones humanos que hay que destruir, pues, como es obvio, esta práctica
plantea el grave dilema de terminar con la vida de seres humanos.
Pero junto a esta dificultad ética, otro hecho irrefutable es que las células madre
embrionarias humanas constituyen un material biológico precioso para estudios
de biología del desarrollo, de la diferenciación celular, etc., a partir del cual se
pueden desarrollar importantes experiencias biomédicas. La dificultad, por tanto,
estriba en cómo compatibilizar el interés biológico de su uso, con la dificultad
ética de su obtención a partir de embriones humanos.
Dentro de las posibles alternativas existentes a la utilización de órganos humanos
con fines terapéuticos, está el uso de células y tejidos, por ahora, aún no de
órganos, generados a partir de células troncales células madre en el lenguaje
coloquial obtenidas de embriones o de tejidos adultos, para generar a partir de
ellas células de cualquier tipo de tejidos, que puedan servir para reparar al órgano
lesionado.
2.2.1. Obtención de las Células Madres o Similares A Partir de Embriones
Descongelados Muertos.
Esto se puede conseguir utilizando embriones congelados sobrantes de las
técnicas de fecundación in vitro, de los que actualmente hay más de un millón y
medio en el mundo. Si las células madre embrionarias se obtuvieran, en caso de
12[Fecha]
que ello fuera posible, de embriones muertos, se estaría ante una situación
similar a la que se plantea con la donación de órganos de cadáveres humanos
para trasplantes, práctica que no conlleva ninguna dificultad ética, antes bien es
una acción moralmente positiva. Sin embargo, entre ambos casos, embriones
humanos muertos y cadáveres humanos, existe una diferencia sustancial, al ser
muy diferente la posibilidad de determinar con certeza la muerte de un ser
humano adulto o de un embrión.
En el primer caso, en el del ser humano adulto, se admite que el cese de la
actividad cerebral es legal y médicamente equiparable a la muerte del individuo,
por lo que cuando esta circunstancia se da, determinada según los
procedimientos técnicos actualmente existentes para ello (N Engi J Med 344;
1215-1221, 2001), se puede considerar al individuo que se encuentra en esta
situación como un cadáver, por lo que sus órganos podrían ser legalmente
utilizados. Pero cuando nos referimos al embrión humano, establecer su muerte
es más dificultoso que en el sujeto adulto, al no poder utilizarse el criterio
neurológico, pues como es sabido, en ese momento evolutivo del embrión aún
no se ha desarrollado el sistema nervioso. Por tanto, habrá que utilizar otros
parámetros.
Tratando de certificar sí un embrión descongelado de 4 a 8 células, que es el
estadio evolutivo en el que los embriones sobrantes de la fecundación in vitro
suelen congelarse, está muerto, Landry y Zucker (J Clin lnvest 114; 1184-1186,
2004) proponen seguir los siguientes criterios: en un primer paso, los embriones
congelados que no se dividen a las 24 horas de su descongelación, tras el
subsiguiente caldeamiento, son desechados para fines reproductivos, por
considerarlos inviables. Estos embriones deberán ser observados con intervalos
de pocas horas, durante las 24 siguientes. Los embriones que no se han dividido
en este periodo de tiempo adicional, ya no se dividirán más, por lo que se les
puede considerar orgánicamente muertos. Sin embargo, estos embriones muertos
podrían tener hipotéticamente células vivas útiles para experimentaciones
biomédicas.
Los embriones de 4 a 8 células, pues, como se sabe, este estadio evolutivo de
división celular suelen tener los embriones sobrantes de fecundación in vitro.
Pero dado que es sabido que las células embrionarias útiles para obtener células
madre se consiguen de los blastocistos, es decir de embriones de unos cinco días,
que tienen entre 64 y 200 células, difícilmente pueden servir las células de un
embrión humano de 4 a 8 células para los fines experimentales que se persiguen,
por lo que estos embriones descongelados habría que posteriormente calentarlos
y cultivarlos hasta la fase de blastocisto, procedimiento que indudablemente
conlleva la revitalización del embrión, por lo que las células embrionarias serían
siempre obtenidas de un embrión vivo que hay que destruir. Por lo que es muy
improbable que los investigadores que trabajan en este campo estén dispuestos
a iniciar costosas y difíciles experiencias biomédicas a partir de un material
celular de tan dudosa bondad, cuando hoy día pueden adquirirlo en el mercado,
comprando líneas celulares de absoluta garantía.
13[Fecha]
Pero, en caso de que esto se pudiera lograr, su uso tiene además objetivas
incertidumbres biológicas (The Lancet 364; 115-118, 2004), fundamentalmente
debidas a que dichas células se obtienen a partir de embriones de baja calidad,
pues no hay que olvidar que los embriones que se congelan son los desechados
tras la primera tentativa de implantación o los que sobran tras los subsiguientes
intentos realizados para conseguir un embarazo. Por ello, no se puede asegurar
que estas células tengan la misma calidad que tienen las conseguidas a partir de
embriones frescos.
Una última dificultad metodológica es que la eficiencia de la técnica es muy
baja, pues no más del 5% de los embriones descongelados pueden ser adecuados
para investigaciones biomédicas (The Lancet 364; 115- 118, 2004). Por ello, si
actualmente se utilizaran todos los embriones congelados existentes en Estados
Unidos, al menos 400.000, para la obtención de células madre, solamente se
podrían conseguir 275 líneas celulares útiles, número absolutamente insuficiente
para las demandas de investigación de ese país.
En resumen, parece, por todo lo anteriormente referido, que el uso de embriones
descongelados muertos no es en este momento una posibilidad científica y
éticamente válida para obtener células madre embrionarias.
2.2.2. Obtención de Células Madre Embrionarias a Partir de Embriones
muy Jóvenes
La segunda posibilidad es obtener las células madre a partir de embriones
generados por fecundación in vitro, que estén en una fase muy temprana de su
desarrollo. En efecto, si a un embrión de 4 o 8 células se le extrae una, ésta se
puede cultivar para generar células madre, y este embrión, aún con una célula
menos, puede sobrevivir si se implanta en el útero.
Esta técnica fue utilizada por primera vez (Reprod Biomed Online 9; 623-629,
2004), los cuales consiguieron obtener diversas líneas celulares a partir de una
célula pluripotente extraída de un embrión de 4 días (de 60 a 70 células)
generado por fecundación in vitro, es decir inmediatamente antes de que
alcanzara el estadio evolutivo de blastocisto, que como ya se ha referido se
alcanza a los cinco días de vida del embrión. Cuando se utiliza esta técnica, la
mayor parte de las veces, la extracción de la célula que va servir para generar las
células madre no conllevaba la muerte del embrión.
En esta misma dirección recientemente se ha dado un paso más hacia adelante,
cuando Robert Lanza y colaboradores, sin duda uno de los grupos pioneros en
este tipo de investigaciones, han conseguido, en este mismo año, y por primera
vez en el mundo, obtener blastómeros a partir de embriones de solamente ocho
células, y de ellos generar líneas celulares de distintos tejidos, como hueso,
cartílago, tejido nervioso y células de epitelio respiratorio, (Nature 439; 216-21
9, 2006). En dichas experiencias, los embriones, de siete células que resultaron
después de haberles extraído el blastómero en cuestión, se implantaron en
ratonas subrogadas pseudogestantes, consiguiendo que nacieran ratones
aparentemente normales, con una eficiencia similar a cuando se generaban a
14[Fecha]
partir de embriones de 8 células. Es decir, parece que habrían conseguido generar
líneas celulares de distintos tejidos a partir de blastómeros, sin que ello requiriera
la destrucción del embrión del cual se obtienen. Sin duda, un gran avance
metodológico, si realmente se confirmara.
Pero esta técnica, si se trata de utilizarla en humanos, tiene, además de la
dificultad moral inherentemente unida al hecho de que los embriones usados
deben ser generados por fecundación in vitro, la dificultad social ya que es muy
improbable que una pareja con problemas de infertilidad y que desea tener un
hijo, por lo que acude a la fecundación in vitro, acceda a que el embrión
generado, uno de sus hijos, sea manipulado para fines experimentales ajenos a
su propio interés, con los riesgos que esto presupone para la integridad de dicho
embrión (N EngI J Med 353; 2321- 2323, 2005). Por tanto, no parece que esta
posibilidad, por el momento, sea factible.
Además, el uso de las células así obtenidas, si quisieran ser utilizadas para fines
terapéuticos, por proceder de otro individuo distinto al que se le va a practicar el
trasplante celular, conllevaría problemas de rechazo inmunológico, similarmente
a lo que ocurre con los trasplantes de órganos procedentes de donantes.
Pero, además de todo lo anteriormente referido, esta técnica tiene otra dificultad
ética añadida y es que hay que congelar los embriones de 7 células que restan
tras la extracción del blastómero que va a ser utilizado, durante el tiempo reque-
rido para comprobar que dicho blastómero es adecuado para ser usado para
generar células de distintos tejidos, lo que presupone una nueva manipulación
de esos seres humanos vivos incipientes.
2.2.3. Creación de estructuras biológicas pseudoembrionarias por
transferencia nuclear somática alterada (ant) a partir de las cuales
se pueden obtener celulares similares a las embrionarias
Como se sabe la transferencia nuclear somática, la también denominada
donación terapéutica, consiste en extraer el núcleo de una célula somática, es
decir, de una célula adulta de cualquier parte del cuerpo humano, y transferirlo
a un ovocito, al que previamente también se le ha extraído el núcleo. Así la célula
generada será una célula híbrida compuesta por el citoplasma del ovocito (lo que
queda de él después de extraerle el núcleo) y el núcleo de una célula adulta. Esta
célula, debidamente activada, puede generar un embrión. Esta técnica se ha
utilizado con éxito para crear mamíferos cónicos, como fue el caso de la oveja
Dolly; pero no ha resultado exitosa en primates, ni tampoco en el hombre.
la tercera posibilidad para conseguir células madre embrionarias humanas o
similares a las embrionarias, es a partir de estructuras biológicas pseudo
embrionarias creadas por una modificación de la técnica, a denominada
transferencia nuclear somática alterada (ANT), recientemente propuesta por
William B Hurlbut (Perspect Biol Med 48; 221- 228, 2005), de la Universidad
de Stanford, en California. En ella, el núcleo somático transferido se modifica
genéticamente para que, del ente biológico generado, nunca pueda desarrollarse
un embrión humano, pero del que sí se puedan obtener líneas celulares similares
15[Fecha]
a las células madre embrionarias y, por tanto, útiles para experimentaciones
biomédicas (NEngIJMed35l; 2791-2792, 2004).
Según Hurlbut la ANT se desarrollaría en tres etapas (First Things 115; 12-13,
2005). En la primera se tomaría una célula somática de un sujeto adulto y se
modificaría la estructura cromática de su núcleo para que así este núcleo
modificado, cuando se trasfiera al ovocito enucleado, nunca pueda dar lugar a
un embrión con capacidad de desarrollarse normalmente. Posteriormente, al
pseudo embrión así generado, se le estimularía adecuadamente para que pudiera
desarrollarse hasta dar lugar a un pseudo blastocito, que teóricamente sería
incapaz de generar un embrión normal, pero del cual se podrían extraer células,
similares a las células madre embrionarias humanas que hipotéticamente podrían
usarse para investigaciones biomédicas.
Pero Hurlbut, no solamente propuso la posibilidad genérica de la ANT, sino que
también sugirió un camino teórico concreto para llevarla a cabo (Nati Cathol
Bioeth Q5; 19-22, 2006), consistente en modificar un gen, el Cdx2, que es
necesario para que el embrión pueda implantarse en el útero por lo que en su
ausencia no se desarrolla el trofoblasto, y consecuentemente la placenta, además
de que la masa granulosa interna (de la cual se genera el cuerpo del embrión)
crece de una forma desorganizada. Es decir, desde un punto de vista biológico
el ente generado sería un pseudo embrión que no tendría capacidad de desarrollar
un embrión normal, pero del cual podrían extraerse (de esa masa granulosa
interna desorganizada) células madres similares a los embrionarios útiles para
investigaciones biomédicas.
Pero esta propuesta teórica de Hurlbut ha sido recientemente llevada a la práctica
por Meissner y Jaerisch (Nature 439; 2012-2015,2006), este último, como se
sabe, uno de los máximos expertos actuales en técnicas de donación y
experimentación con células madre. En efecto, dichos autores han sido capaces
de crear pseudoembriones a partir de un tipo de células somáticas adultas, los
fibroblastos, cuyo material genómico ha sido modificado para que no se pueda
expresar el Cdx2 (Proc NatiAcad Sci (USA) 101; 7641-7645, 2004)
(Development 132; 2093-2102, 2005). Así pues, los pseudoembriones generados
por esta técnica serían inviables, al no poder implantarse en el útero, aunque
podrían ser una fuente de células madre similares a las embrionarias humanas de
tipo pluripotencial.
2.2.4. Creación de estructuras biológicas pseudoembrionarias por
transferencias nuclear somática alterado con reprogramación
asistida del ovocito (anti-oar)
A nuestro juicio, una de las más prometedoras posibilidades para conseguir
células similares a las embrionarias, sin tener que destruir un embrión humano,
sería poder reprogramar células madre de tejidos adultos hasta convertirlas en
células madre pluripotentes, de las cuales se pudieran obtener células de todo
tipo de tejidos, pero sin que la reprogramación llegara nunca a convertirlas en
células madre totipotentes, de las que si se pudiera desarrollar un embrión
humano completo. Esto es lo que se trata de conseguir con la denominada
16[Fecha]
transferencia nuclear somática alterada con reprogramación asistida del ovocito
(ANT-OAR).
Como se sabe, cada una las células de nuestro organismo, contienen todo el
genoma completo. Es ésta una manifestación de la exuberante generosidad de la
naturaleza, sin duda encaminada al adecuado mantenimiento de la especie. Sin
embargo, no a partir de todas las células, aún a pesar de contener un genoma
completo, se puede generar un embrión. Ello es debido a que el ADN se
encuentra en el núcleo celular conformado de distintas maneras. En las células
totipotentes y pluripotentes todos los genes mantienen su capacidad de
expresarse, por lo que a partir de ellos se podría obtener un embrión completo
(células totipotentes) o células de todos los tejidos del cuerpo humano (células
pluripotentes). Pero a medida que las células embrionarias se van diferenciando
los genes contenidos en su genoma van perdiendo su capacidad de expresión, de
forma tal que el genoma de las células adultas solo puede generar células de un
tipo de tejido específico.
Para conseguir que la célula somática adulta genéticamente modificada se
reprograme y active su programa de desarrollo, se utiliza la capacidad que para
ello tiene el citoplasma de los ovocitos. Así pues, el núcleo genéticamente
modificado de la célula adulta se transfiere a un ovocito enucleado, el cual activa
al ente biológico formado para que a partir de él se puedan obtener las células
pluripotentes útiles para experiencias biomédicas.
De todas formas, la posibilidad de poner esta técnica a disposición de la ciencia
biomédica exigirá primero una amplia valoración experimental con animales,
para delimitar mucho mejor todo el procedimiento técnico; pero si tras ello
pudiera estar disponible, se tendría la posibilidad de obtener células madre
similares a las embrionarias humanas por un método éticamente aceptable, al no
requerir éste la destrucción de embriones humanos. Por ello, esta técnica ha sido
éticamente refrendada por un número significativo de científicos y bioéticos de
prestigio en un documento denominado Creation of Pluripotent Stem Cell by
Oocyte Assisted Reprograming.
Sin embargo, la técnica ahora comentada tiene la grave dificultad social de que
para ser llevada a cabo se requieren ovocitos humanos, lo que presupone la
utilización de un gran número de mujeres donantes de sus óvulos, cosa no fácil
de conseguir, especialmente por el peligro que para cada una de esas mujeres
puede suponer la importante estimulación hormonal que sufren, que en oca-
siones, puede incluso desencadenar en ellas el grave síndrome de
hiperestimulación ovárica. (5)
17[Fecha]
3.3.0. CÉLULAS MADRE CARCINOGÉNICAS (CMC)
Un aspecto diferente de los estudios de CM, emplea los conceptos de CM para el
estudio de los mecanismos del cáncer y la propuesta de terapias antineoplásicas. El
modelo de CMC permite explicar las recaídas en los tratamientos de cáncer con
terapias citorreductoras. Es decir, se supone que, durante la iniciación y progresión
del cáncer, algunas células cancerosas adquieren las características de CM tales
como autorrenovación que hace posible que células cancerosas establezcan una
jerarquía celular que tiene como base a CMC, de manera que el tejido es
reemplazado por células en diferentes estados de diferenciación descendientes de
células cancerosas o cuya diferenciación ha sido bloqueada. Dado que la mayoría
de las terapias antineoplásicas están orientadas a atacar a las células que se están
replicando activamente, las CMC pueden sobrevivir, restablecer el tejido canceroso
y dar lugar a las recaídas. Si bien este modelo se inició mediante estudios en
leucemias, la participación de CMC en otros procesos como la generación de
adenomas en el intestino, glioblastomas y carcinomas de células escamosas fueron
demostradas en el año 2012 en revistas de alto impacto y en estudios realizados en
la Universidad Científica del Sur de Lima, que demuestran la presencia del
marcador de pluripotencia OCT4 y del factor de transcripción nuclear NF-kB en
tumores cutáneos químicamente inducidos en ratones y en tumores mamarios
caninos. Al igual que para los otros tipos de CM descritos, existe mucho por trabajar
en este campo y factores que participan en el posible desarrollo de las CMC que
aún necesitan ser esclarecidos. (6)
18[Fecha]
4.4.0. APLICACIONES DE LAS CELULAS MADRE EMBRIONARIAS EN
BIOMEDICINA
Existen células madre en el embrión, el feto y el adulto. La terapia celular consiste
en sustituir células dañadas o ausentes por células sanas. Desde hace tiempo se
utilizan los transplantes de células madre adultas de médula ósea, ya que
reconstituyen la hematopoyesis trilinear para el tratamiento de enfermedades
hematológicas benignas y malignas.
Gracias a los descubrimientos recientes, la terapia celular podría extenderse para
tratar diversas enfermedades que actualmente son incurables, como la diabetes, las
enfermedades neuromusculares, el infarto del miocardio o incluso, las
enfermedades neurodegenerativas (Parkinson y Alzheimer). Estas investigaciones
se enfocan en los transplantes de células hepáticas (afecciones del hígado),
neuronales (enfermedades degenerativas), pancreáticas (tratamiento de la diabetes),
entre otras. Aunque todavía se encuentran en fase experimental, algunas
investigaciones recurren a células fetales en proceso de diferenciación, las cuales
se obtienen después de la interrupción voluntaria del embarazo. El futuro de estas
células en el campo de la terapia celular es incierto, ya que su origen plantea
problemas éticos y, sobre todo, porque podrían sustituirse favorablemente por
células embrionarias o adultas. (7)
4.4.1. Desarrollo de Nuevas Drogas
Se ha sugerido que las células madre embrionarias pueden tener su aplicación en
el descubrimiento y desarrollo de nuevas drogas con potencial farmacéutico. En
efecto, algunos tipos celulares como cardiomiocitos y hepatocitos generados
desde células madre embrionarias humanas podrían proporcionar una población
ideal de células para evaluar con mayor exactitud la efectividad de un determinado
fármaco o su toxicidad. Este sistema proporcionaría ventajas adicionales ya que
las células humanas pueden revelar la toxicidad de ciertas drogas que no
necesariamente se detectan en los análisis convencionales, como en los ensayos
desarrollados con líneas celulares de ratón o los ensayos llevados a cabo in vivo
en animales.
4.4.2 Terapia de Reemplazo Celular
La aplicación de las células madre embrionarias que ha recibido mayor atención
en los últimos años es la terapia de reemplazo celular o medicina regenerativa,
que permitiría el tratamiento de una amplia variedad de enfermedades debilitantes,
tales como diabetes tipo I, enfermedades cardiovasculares, enfermedad de
Parkinson y enfermedades de las células sanguíneas (Doss y col 2004). En este
caso, lo que se busca es reemplazar células dañadas por células funcionales que
restituyan la función normal de los tejidos u órganos de forma más eficiente que
a través de terapias convencionales como son los trasplantes, las terapias
farmacológicas y/o los tratamientos con proteínas recombinantes. Sin embargo,
hasta la fecha el éxito de estas terapias es limitado, existiendo varias interrogantes
que aún necesitan ser resueltas. Una de ellas es el número de células que deben
ser trasplantadas y su estado de diferenciación. Además, en el trasplante con
19[Fecha]
células madre embrionarias existe el riesgo de contaminación con células madre
embrionarias residuales no diferenciadas, las cuales se sabe pueden desarrollar
teratomas cuando son trasplantadas (Evans y Kaufman 1981, Thomson y col
1998). Esto ha motivado a que actualmente se estén desarrollando técnicas que
permitan la purificación de células con un linaje determinado para ser utilizadas
con seguridad en los trasplantes (Li y col 1998, Doss y col 2004).
4.4.3. Clonación Terapéutica
Para sobreponer el problema habitual del rechazo del injerto por el sistema
inmunológico del receptor se han desarrollado numerosas estrategias, la más
reciente y conflictiva es quizás la clonación terapéutica, la cual involucra la
obtención de células madre embrionarias isogénicas desde embriones clonados,
las que pueden ser diferenciadas específicamente en células regenerativas para
pacientes que requieren terapia de trasplante celular (Han y col 2007). En la
clonación terapéutica los núcleos de células somáticas de un paciente son
fusionados con ovocitos enucleados, cultivándolos in vitro hasta la etapa de
blastocistos y derivando de la masa celular interna líneas de células madre
embrionarias isogénicas humanas. Sin embargo, las limitaciones de este
procedimiento están dadas por la prohibición que existe en muchos países para
generar embriones humanos clonados y por la escasez de ovocitos humanos para
estos propósitos (Mombaerts 2003).
la importancia de invertir en investigación de células madres embrionarias,
también conocidas como células stem radica en que se podría encontrar cura o
tratamiento mucho más eficaces a enfermedades crónicas como diabetes, cáncer,
enfermedad de Alzheimer, mal de Parkinson, padecimiento cardiovasculares, o
contribuir al desarrollo de la bioingeniería de la reconstrucción de tejidos
afectados por quemaduras o reparación de epitelio corneal, debido que estas
células poseen la capacidad de autorrenovación, crecimiento indefinido e
inducción de diferenciación celular dirigida, lo que abre la puerta para el
desarrollo en vitro de múltiples tipos celulares y tejidos. (1)
20[Fecha]
5.5.0. CELULA MADRE EN EL AMBITO ODONTOLOGICO
Actualmente estas células tienen un papel muy importante en diferentes
investigaciones en el ámbito odontológico; por lo tanto, es necesario realizar una
revisión sistemática para actualizar a la comunidad odontológica sobre el tema, para
así lograr que estos tratamientos puedan ser implementados como método
alternativo en pacientes que así lo requieran, con el fin de mejorar tanto los
tratamientos existentes como la calidad de vida de los pacientes tratados.
En la actualidad los odontólogos dependen del uso de biomateriales para solventar
problemas en la cavidad bucal, pero gracias a los avances de la medicina
regenerativa, la aplicación de células madres ha pasado a ser una de las principales
alternativas a usar en el ámbito odontológico. Gracias a la evolución de la medicina
regenerativa, se podrá disminuir el uso de materiales restauradores, prótesis e
implantes para llegar a una armonía estética y funcional en la cavidad bucal y
podremos devolverle su anatomía a la zona afectada haciendo uso de células madre
del propio paciente.
5.5.1. Preparación de la Célula
En cuanto al uso de células madre, es importante destacar la relevancia de los
medios de cultivo o de una nutrición adecuada para ellas; otro factor de
importancia en la ingeniería tisular es un andamio que sirva como una matriz
extracelular temporal para que exista una óptima función, nutrición, adhesión,
proliferación y señalización celular. Esto se consigue “sembrando” células en este
material poroso para así, permitir el crecimiento de las células en el material, que
culminará desarrollándose como un tejido normal y funcional. Generalmente, se
utilizan andamiajes compuestos por polímeros debido a su capacidad biológica,
química y mecánica.
5.5.2. Conservación de la Célula
El método utilizado para esto es la crio preservación, proceso en el cual las células
o el tejido completo son preservados por medio de la congelación a temperaturas
bajo cero, como 77 K o 196 ºC (Punto de ebullición del nitrógeno). A éstas bajas
temperaturas cualquier actividad biológica incluyendo las reacciones bioquímicas
que dejarían la célula muerta, son efectivamente detenidas
5.5.3. Periodoncia
consiste en que el tejido periodontal sería construido en el laboratorio y luego
implantado mediante un proceso quirúrgico en los defectos. Otra técnica
prometedora involucra el cultivo de células madre provenientes del ligamento
periodontal y en el trasplante de ese tejido a los defectos periodontales ya que el
potencial clínico para el uso de células madre del ligamento periodontal ha
mejorado aún más por la demostración de que estas células pueden ser aisladas de
las crio preservaciones del ligamento periodontal manteniendo sus características.
Las técnicas para la regeneración del hueso perdido no siempre son exitosas y en
ocasiones resultan muy costosas. Desde hace algunos años se trabaja en la
regeneración de tejidos mediante la implantación de células madre.
21[Fecha]
Las células madre de la medula ósea (BMSCs) han sido utilizadas por distintos
investigadores gracias a su capacidad para regenerar el tejido periodontal y otros
elementos de apoyo. Estas células tienen la capacidad de producir hueso alveolar,
ligamento periodontal y cemento in vivo, después de la implantación en los
defectos periodontales. Así, se demostró que las BMSCs proporcionan una fuente
alternativa para el tratamiento de las enfermedades periodontales. Las células
madre autólogas mesenquimáticas de la cresta iliaca en combinación con plasma
rico en plaquetas de la sangre periférica, se utilizan para la regeneración
periodontal.
5.5.4. Creación de pulpa dental
Tras numerosos estudios científicos de la pulpa dental en búsqueda de células
madre, se encontró que esta es rica en distintos tipos de células madre:
Condrogénicas las cuales poseen la habilidad de regenerar cartílago, osteoblastos
encargados de la regeneración ósea, adipocitos cuya función es reparar tejido
cardíaco dañado luego de un infarto y células madre mesenquimáticas que son las
más potentes y tienen la capacidad de diferenciarse en varios tipos de células
reparativas.
Según estudios realizados, las células madres de la pulpa se encuentran en dos
sitios diversos sugeridos: Pulpa propiamente dicha y zona rica en células a su vez,
otros autores refieren que en el año 2009 se encontraron en las siguientes capas:
zona pobre en células (zona basal de weil), zona rica en células, y pulpa
propiamente dicha. Para crear pulpa dental se utilizan células madres de la pulpa
dental adulta o células madres de dientes deciduos, junto con células endoteliales
microvasculares humanas (para diseñar vasos sanguíneos funcionales) que son
inoculados en un depósito hecho de colágeno, un material reabsorbible y luego
son implantados en el tejido subcutáneo de ratones inmunodeficientes, después de
un período de 14 a 28 días , los autores observaron que el tejido pulpar diseñado
se asemeja a la pulpa dental normal. Cuando hay piezas con ápices incompletos y
sufren trauma, son piezas dentales muy frágiles, lo ideal en estos casos es hacer
una inducción del cierre apical y su posterior tratamiento endodóntico
convencional, con la bioingeniería podríamos dar lugar a la creación de nuevo
tejido pulpar que permitiría la finalización del desarrollo radicular y prevenir
pérdidas prematuras de dientes.
Debido a su capacidad de regeneración pulpar es posible la prevención de un
tratamiento endodóntico en adultos mediante la utilización de células madre
obtenidas de dientes no deseados como los terceros molares.
5.5.5. Creación de una raíz dental
Investigadores han conseguido generar nuevas raíces dentales en cerdos gracias a
células madres procedentes de dientes humano, específicamente de la papila
apical de la raíz dental. Sería por tanto una mejor opción para sustituir los dientes
perdidos por piezas más biocompatibles que los actuales implantes metálicos. Este
tejido está conectado a la punta de la raíz del diente y es el responsable del
desarrollo del mismo. Una vez identificadas las células madres apropiadas para
22[Fecha]
crear una nueva raíz, estos investigadores reemplazaron un incisivo de un cerdo
enano (que tiene una estructura dental parecida a la humana) por una estructura
en forma de raíz dental de material cerámico (hidroxiapatite/tricalcium phosphate
o HA/TCP) que hacía de andamio y de vehículo portador de células madres de
papilas apicales procedentes de los terceros molares jóvenes de entre 18 y 20 años
de edad. Tres meses más tarde de implantar estas células los investigadores
pudieron encajar en la cuenca del antiguo incisivo una corona sintética de
porcelana sobre la nueva raíz remineralizada que contaba con nuevos ligamentos
desarrollados del mismo, pudieron demostrar además que los nuevos tejidos
formados eran humanos. Después de 6 meses de la implantación el equipo de
investigación comprobó que, aunque el nuevo diente no era tan resistente como
los naturales tenían la suficiente calidad como para cumplir su función. Este
sistema es preferible al sistema habitual del implante de titanio porque la bio-raíz
tiene una capa de ligamentos entre el hueso de la mandíbula y la raíz. Este tiene,
tanto labores de adherencia como de amortiguación a la masticación. Los
implantes son susceptibles de aflojarse o de producir infecciones como gingivitis
y periimplantitis debido a la relación no natural entre el hueso y el implante de
titanio.
Un estudio similar indica que, aunque las terapias de implantes dentales han
alcanzado un gran éxito a largo plazo en la recuperación de la función del diente,
los implantes dentales requieren estructuras óseas pre-existentes de alta calidad
para apoyo de los mismos. La regeneración de raíces mediada por células madre
ofrece oportunidades para regenerar una bio-raíz y sus tejidos periodontales
asociados, los cuales son necesarios para mantener la función fisiológica del
diente. Fueron satisfactorios los resultados de un estudio realizado con el
propósito de explorar el potencial de la reconstrucción de un diente funcional en
los cerdos miniatura (minipigs), ya que se logró construir un complejo periodontal
de bio-raíz mediante células madre postnatales, incluyendo células madre de la
papila apical de la raíz (SCAP) y PDLSCs, a la que una corona de porcelana
artificial fue fijada. Esta estrategia híbrida de ingeniería dental autóloga de células
madre puede ser aplicable a la regeneración de dientes humanos.
5.5.6. Futuras Aplicaciones
Recientemente son más abundantes los estudios que se están realizando con
células madre con finalidad de mejorar y especializar las técnicas para el
desempeño odontológico.
En un futuro, las células madre serán capaces de reproducir tejido óseo del
complejo craneofacial para reparar defectos producidos por enfermedades
degenerativas, que pueden ser una alternativa para tratar las deficiencias
mandibulares, trastornos de la articulación temporomandibular (ATM) y labio y
paladar hendido.
Otro avance es el que encontramos en la ingeniería de tejidos a la terapia
periodontal, consiste que el tejido periodontal será construido en el laboratorio y
luego implantado quirúrgicamente en los defectos.
23[Fecha]
La fabricación de dientes enteros con las estructuras del esmalte y la dentina en
vivo es una realidad y no una utopía. Sin embargo, estos dientes creados a través
de bioingeniería han sido producidos en sitios ectópicos y todavía faltan algunos
elementos esenciales, tales como la completación de la raíz y los tejidos
periodontales que permiten el correcto anclaje del diente en el hueso alveolar. Este
procedimiento consta en implantar células madre mesenquimáticas en la cavidad
del diente. (8)
24[Fecha]
Conclusiones
concluimos que las células madre tienen una gran capacidad de construir diversos tejidos
para los tratamientos de las enfermedades incurables, como las neurodegenerativas,
endocrinológicas, cardíacas, afecciones sanguíneas y una recuperación más rápida y
eficiente en accidentes, implementando cultivos celulares para la reconstrucción de
tejidos y órganos y una mejora en la calidad de la vida humana. Por lo tanto, es
indispensable que las investigaciones en torno a las células madre no cesen y sean más
estrictas, rígidas y cuenten con un mayor aporte financiero para que esta expectativa de
implementación de las células madre en terapia celular sea una realidad.
25[Fecha]
Bibliografía
(1) María Elena Arias, Ricardo Felmer Dörner. Biología de las Células Madre
Embrionarias (ES cells) en distintas especies: Potenciales Aplicaciones en
Biomedicina. Arch Med Vet. 2009. Volumen, 41. Pag. 185,186, 190, 191.
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(2) Luis Francio Vera. El Apasionante Mundo de las Células Madre. Rev. R. Acad.
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(3) Viviana Marcela Rodríguez Pardo. Células Madre: Conceptos Generales y
Perspectivas de Investigación. Universitas Scientiarum. Enero-junio de 2005.
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abril-junio 2012. Vol. 34. Pag. 144, 145. Disponible en:
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(5) Dr. Justo Aznar. Alternativas para la obtención de células madres similares a los
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(6) Amiel Pérez José y Casado Fanny. Células madre: limitaciones y oportunidades
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Medicina universitaria. Julio-setiembre 2007. Vol. 9 Pag. 132. Disponible en:
http://medicinauniversitaria.uanl.mx/36/pdf/130.pdf
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Células Madre en el Ámbito Odontológico. 2014 [13 de junio 2018]. Pag. 106-
108, 111- 115.

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Celulas madre totipotentes

  • 1. 1[Fecha] “Año del Dialogo y Reconciliación Nacional” Universidad Nacional De La Amazonia Peruana Facultad Farmacia y Bioquímica Biología Molecular y Celular “CELULAS TOTIPOTENTES” Docente : Blgo. Jorge Angulo Quintanilla Alumnos : Arirama Chota Hugo Joel : charpentier Flores Ambar Valeria : Huayunga Yaicate Joicy Katerin : Muena sichihua Paula Estefani : Reátegui Panduro Angel Edinson : Solsol Murayari Rodrigo Antonio : Maytahuari panduro Antonio Jerry : Salas Manuyama Estefany : Velásquez Álvarez Paolo Bryan Nivel : II Ciclo : III Iquitos – Perú 2018
  • 2. 2[Fecha] DEDICATORIA Y a Nuestros Padres por su amor, comprensión y apoyo incondicional en cada etapa de mi vida. A nuestros padres que nos apoyan en todo lo requerido ya sea económico y moralmente, además gracias a ellos somos excelentes personas con metas que cumplir ya que nos orientaron bien en nuestra educación,
  • 3. 3[Fecha] AGRADECIMIENTO A DIOS Porque siempre nos guía y nunca se aparta de nosotros, Por la fortaleza que nos brinda día a día para lograr nuestros objetivos y metas. A todos nuestros compañeros por el esfuerzo y compromiso para poder realizar nuestro de investigación científica. Al Maestro, que nos guía continuamente en la elaboración y aprendizaje del trabajo de investigación.
  • 4. 4[Fecha] ÍNDICE Contenido Nº Pag. Portada ………………………………………………………………………. 1 Dedicatoria …………………………………………………………………… 2 Agradecimiento……………………………………………………………… . 3 Introducción………………………………………………………………… . 4 CÉLULA MADRE: TOTIPOTENTES 1.1.0. DERIVACION Y CULTIVO DE CELULA MADRE……………… 6 1.1.1. El comienzo de la vida…………………………………………………. 1.1.1.2. El Cigoto es una nueva célula diploide, con genoma distinto al de sus progenitores…………………………………………………..... 1.1.1.3. El cigoto es la etapa unicelular de un nuevo individuo……………... 1.1.1.4. el cigoto tiene una organización única u muy diferente a cualquier otra célula…………………………………………………………… 1.1.1.5. El genoma del cogote es igual al de los quinientos billones de células del adulto……………………………………………………………. 1.1.1.6. El cogote tiene una organización única y mas diferente a cualquier otra célula………………………………………. 1.1.2. Cultivo………………………………………………………………….. 2.2.0. ALTERNATIVAS PARA LA OBTENCION DE CELULA MADRE.. 11 2.2.1. Obtención de la célula madre o similares a partir de embriones ser Congelado muerto……………………………………………………….. 2.2.2. Obtención de células madre embrionarias a partir de embriones muy Jóvenes…………………………………………………………………… 2.2.3. Creación de estructuras biológicas pseudoembrionarias por transferencias Nuclear somática alterada (Ant) a partir de las cuales se pueden obtener Células Similares a las embrionarias…………………………………….. 2.2.4. Creación de estructuras bilógicas pseudoembrionarias por transferencias Nuclear somático alterado con reprogramación asistida del ovocito…… 3.3.0. CELULA MADRECARCINOGENICOS……………………………. 17 4.4.0. APLICACIÓN DE LAS CELULA MADRE EMBRIONARIA EN BIOQUIMICA …………………………………………………………. 18 4.4.1. Desarrollo de Nuevas drogas……………………………………………. 4.4.2. Terapia de reemplazo celular……………………………………………. 4.4.3. Clonación terapéutica…………………………………………………… 5.5.0. CÉLULA MADREEN EL ÁMBITO ODONTOLÓGICO…………… 19 5.5.1. preparación de la célula…………………………………………………. 5.5.2. conservación de la célula……………………………………………….. 5.5.3. creación de la pulpa dental……………………………………………… 5.5.4. creación de una raíz dental……………………………………………… 5.5.5. futuras aplicaciones…………………………………………………….. Conclusión…………………………………………………………………... 24 Referencia Bibliográfica…………………………………………………….. 25
  • 5. 5[Fecha] INTRODUCCIÓN Las células madre son células indiferenciadas, inmaduras, autorrenovables y capaces de generar uno o más tipos de células diferenciadas. En las condiciones adecuadas, estas células pueden dividirse indefinidamente conservando siempre una población estable de células madre, que bajo las condiciones apropiadas y recibiendo los estímulos adecuados pueden diferenciarse hacia diferentes tipos de células especializadas de un organismo adulto (Evans y Kaufman 1981, Das y col 2008). Dependiendo de la etapa de desarrollo, es posible diferenciar cuatro tipos de células madre: 1) las células madre embrionarias totipotenciales, 2) las células madre embrionarias pluripotenciales, 3) las células madre multipotenciales y 4) las células madre progenitoras unipotenciales. La célula madre por excelencia y que ocupa el primer nivel corresponde al óvulo fecundado o cigoto, el cual es totipotente ya que puede generar todas las células que darán lugar al organismo adulto, incluidas las células somáticas, germinales y extraembrionarias (Gjorret y Maddox-Hyttel 2005). (1)
  • 6. 6[Fecha] CELULAS MADRE: TOTIPOTENCIALES 1.1.0. DERIVACIÓN Y CULTIVO DE CÉLULA MADRE 1.1.1. El Comienzo de la Vida El comienzo del desarrollo embrionario es la constitución del cigoto a partir del gameto femenino, el óvulo, y del gameto masculino o espermatozoide. A diferencia de las células somáticas humanas, los gametos son haploides, es decir, su genoma, distribuido en 23 cromosomas, se encuentra en una única copia. Como las células somáticas son diploides, es decir, poseen dos copias de cada gen, una heredada del padre y otra de la madre, durante la formación de los gametos tiene lugar un importante proceso, denominado meiosis, mediante el cual de un modo fundamentalmente aleatorio se selecciona cuál de las dos copias de la célula diploide precursora del gameto entrará a formar parte de éste. Como el número de los genes humanos es muy elevado, la probabilidad de que se formen dos gametos con idéntica dotación génica es despreciable. Incluso en el caso de los espermatozoides, de los que un varón genera un número ingente a lo largo de su vida, la probabilidad de encontrar dos con la misma dotación génica es virtualmente nula, ya que el número de posibles combinaciones de los genes de origen paterno y materno tras la meiosis es muy superior al número total de espermatozoides que un varón puede llegar a producir. Como ocurre en todas las células eucarióticas, el material genético de los gametos se encuentra confinado en el núcleo. En los óvulos, que son células grandes y aproximadamente esféricas con un diámetro de alrededor de 0,12 mm, el núcleo está situado cerca de uno de sus polos, que recibe el nombre de polo animal. El polo opuesto se denomina polo vegetal y el eje que los une, pasando por el núcleo, se designa eje animal-vegetal, o simplemente eje a-v. Los espermatozoides son células mucho más pequeñas; constan de una estructura globular compacta, la cabeza, de un tamaño inferior a 0,01 mm, y un largo filamento, la cola, cuya oscilación permite la movilidad del espermatozoide. El núcleo ocupa la casi totalidad de la cabeza. Los cigotos poseen ya una dotación genética diploide, aunque por algún tiempo el material genético procedente de ambos gametos continúa separado. Las partículas en que se encierra la dotación genética que originalmente se encontraba en cada gameto se llaman pronúcleos, masculino y femenino. Pero, a pesar de esa transitoria separación de los genes de origen paterno y materno, el cigoto posee 46 cromosomas. La formación de una célula diploide por la fecundación actúa como señal para que comience un rápido proceso de división celular y el cigoto pronto se divide en dos células. Aunque a veces se hace referencia al cigoto como a un embrión de una célula, lo más habitual es hablar de embrión a partir de la primera división celular.
  • 7. 7[Fecha] La primera división del cigoto tiene lugar al iniciarse el segundo día tras la fecundación, pero las dos células de este embrión se dividen rápidamente de nuevo, de modo que al término del segundo día el embrión ya posee cuatro células. Estos cambios cuantitativos que afectan al aumento del número de células del embrión transcurren en paralelo con su desplazamiento local. La fecundación se produce en las proximidades de uno de los ovarios, comunicados con el útero a través de unos conductos denominados trompas de Falopio. Pues bien, al término de ese segundo día el embrión ha recorrido ya unos 4-6 cm y se encuentra a mitad de camino entre el ovario y el útero. Un día más tarde, se han producido por lo menos dos divisiones más y el embrión, que tiene ya un mínimo de 16 células, recibe por su morfología el nombre de mórula y está a punto de llegar al útero. El cuarto día tras la fecundación el embrión, que recibe entonces el nombre de blastocisto, se encuentra ya en el útero. (2) En los últimos años el término “célula madre” ha tomado gran importancia desde que la terapia génica y la clonación son temas de discusión en la literatura mundial. Una Célula Madre se define como una célula que tiene la capacidad de dividirse (autorreplicarse) por períodos indefinidos durante toda la vida de un individuo y que bajo las condiciones apropiadas o señales correctas del microambiente puede dar origen (diferenciarse) a diferentes linajes con características y funciones especializadas como miocitos, neuronas o hepatocitos (Donovan y Gearhart, 2001; Ema et al., 2000; Ivanova et al., 2002; Watt et al., 2000). Muchos de los términos usados para definir una célula madre, obedecen, además, al comportamiento de éstas en condiciones in vivo o in vitro (Weissman et al., 2001), de ahí que existan diversas clasificaciones, de acuerdo al tipo de tejido que originan. El término “totipotencial” (del latín totus, que significa completo) hace referencia al potencial que tienen estas células de generar un embrión completo (tejido embrionario y extraembrionario). Las células madre embrionarias pueden ser obtenidas a partir de las primeras etapas de formación del embrión cuando el óvulo fecundado es una esfera compacta o mórula (Verfaillie et al., 2002); éstas son entonces precursores totipotenciales con capacidad de proliferar indefinidamente in vitro. El primer reporte acerca del aislamiento de células madres embrionarias provenientes de blastocistos humanos data de 1994 cuando se determinó que estas células in vitro se diferencian espontáneamente en estructuras multicelulares conocidas como “cuerpos embrionarios”, que contienen elementos de las tres capas germinales a partir de las cuales se pueden forman varios tipos de células como cardiomiocitos, neuronas y progenitores hematopoyéticos entre otros (Xiaoxia y Fuchu, 2000; Thomson et al., 1998). Las células madre embrionarias (derivadas del blastocisto) y las células embrionarias germinales (derivadas postimplantación del blastocisto) son similares en muchos aspectos; ambos tipos de células son capaces de replicarse y dividirse en cultivos por largos períodos de tiempo sin mostrar alteraciones cromosómicas, además expresan una serie de marcadores característicos de progenitores totipotenciales que facilitan su identificación; sin embargo, las células madre embrionarias derivadas del blastocisto y las células germinales
  • 8. 8[Fecha] difieren del tejido de donde provienen y de su comportamiento in vivo ya que las células madre embrionarias son capaces de generar teratomas mientras que las células germinales humanas no (Odorico et al., 2001; Shamblott et al., 1998). Una de las ventajas del uso de células madre embrionarias en investigación es su habilidad de proliferar indefinidamente ya que son capaces de generar una gran variedad de grupos celulares, lo que permite que bajo ciertas condiciones puedan ser manipuladas in vitro con el fin de producir precursores de un linaje específico y contribuir así al tratamiento de enfermedades como diabetes y Parkinson en las que existen tejidos claramente comprometidos; además, pueden ser utilizadas para estudios sobre enfermedades producidas durante el desarrollo embrionario y contribuir a identificar sus bases genéticas (Weissman, 2000); sin embargo, al tratarse de células muy indiferenciadas, éstas pueden inducir la formación ciertas neoplasias como teratomas y las implicaciones éticas generadas por su uso son un punto muy importante a tener en cuenta (Pera et al., 2000). (3) 1.1.1.1. Cigoto y Embrión 1.1.1.2. El Cigoto es una nueva célula diploide, con un genoma distinto al de sus progenitores La fecundación no es una simple mezcla de genes procedentes de los progenitores, sino un proceso que dura 24 horas, que se inicia con la entrada del espermatozoide y termina al constituirse una nueva célula con fenotipo de cigoto. Al final del complejo proceso, los cromosomas del cigoto difieren al de sus progenitores, al producirse una recombinación de los cromosomas homólogos durante la formación de los gametos, luego hay una reestructuración de los genes durante la formación del cigoto, con cambios en el patrón de impronta parental, en la configuración espacial del ADN y se produce una autoorganización del oocito para convertirse en cigoto. La impronta es la metilación de citosinas en las regiones promotoras del ADN, que da lugar a la represión del gen correspondiente. La impronta parental es el patrón específico de metilaciones de los cromosomas del gameto masculino y femenino, que tienen patrones distintos y que presenta parte de sus genes bloqueados. Al formarse el cigoto se constituye una nueva información genética o genotipo, con una secuencia específica del material genético que presenta un estado peculiar, ya que hay una reducción de la metilación en sus genes, gracias a la gran cantidad de desmetalizas que contiene el oocito. En consecuencia, se genera un nuevo programa capaz de expresar sus genes desde el inicio, que va a dirigir la construcción del nuevo ser y le da su identidad. Al terminar de constituirse el cigoto o nuevo individuo en fase unicelular, es cuando termina la formación del nuevo genoma, que permite el desarrollo de un nuevo individuo. 1.1.1.3. El cigoto es la etapa unicelular de un nuevo individuo. La fecundación es el proceso constituyente de un nuevo ser. Al terminar este proceso complejo de autoorganización, se constituye una nueva célula con fenotipo cigoto, que es el inicio de un nuevo individuo, capaz de emitir un nuevo
  • 9. 9[Fecha] mensaje genético desde el inicio y desarrollarse hasta adulto. Se ha comprobado que en el cigoto ya hay actividad de algunos genes, con expresión de proteínas específicas; es el caso de los genes SRY (gen del cromosoma Y relacionado con el sexo, del que depende la diferenciación del testículo), el ZFY, HPRT, APRT, α-globina. El ovocito es el medio que tiene almacenado los recursos necesarios y adecuados para formar el nuevo genoma y que emita el nuevo mensaje desde el inicio para el desarrollo del nuevo individuo. Por ejemplo, el oocito contiene mucha desmetilasa, que permite activar los genes. Si no se constituye correctamente un cigoto, lo que suele pasar en la partenogénesis o la clonación, se forma una célula embrioide, que no llega a completar el fenotipo de cigoto. Ésta célula puede dividirse, crecer, incluso presentar cierta diferenciación, pero carece de la información adecuada para emitir su mensaje genético desde el inicio y constituir un organismo capaz de desarrollarse hasta adulto. 1.1.1.4. El cigoto tiene una organización única y muy diferente a cualquier otra célula. No es una célula más, ya que su organización única le permite desarrollar un individuo completo, siendo la etapa unicelular de un nuevo ser. Algunos argumentan que el cigoto es semejante a los gametos o a los demás tipos celulares o a un tumor. Es cierto que presenta semejanzas a un tumor, ya que ambos tienen gran capacidad de proliferación, hipometilación del genoma, se adaptan al medio, presentan tolerancia a pesar de tener un genoma distinto y son capaces de dar a células distintas. Pero un tumor no es capaz de desarrollarse hasta un nuevo ser. Tampoco los gametos por sí mismos, ni las demás células somáticas, que, si bien tienen el mismo genoma, no tienen la capacidad intrínseca para formar un nuevo ser. El cigoto es una célula muy grande rodeada por la zona pelúcida, membrana que se mantiene hasta el inicio de la implantación cuando el embrión en etapa de blastocisto contiene 72 células. En consecuencia, la célula gigante del cigoto da lugar a células cada vez menores, hasta convertirse en 72 blastómeras de tamaño normal, que están dentro de la misma membrana. Además, es una célula peculiar al tener un fenotipo polarizado, que es consecuencia del proceso de fecundación. En el punto de entrada del espermatozoide (en el ovocito) tiene lugar la entrada de gran cantidad de calcio, lo que crea una zona rica y otra pobre en calcio. Ello origina una redistribución asimétrica de los componentes celulares, que conduce a una organización polarizada durante el proceso autoorganizativo del cigoto. La polarización es una propiedad esencial, que va a permitir la creación de los ejes básicos del organismo en algo más de dos semanas, lo cual es imprescindible para el desarrollo del organismo. En el cigoto ya aparece el primer eje, el embrionario-abembrionario, que es el precursor del eje anteroposterior o rostro- caudal. Éste está formado por el segundo corpúsculo polar y el punto de entrada del espermio. Ello va a determinar un plano asimétrico para la primera división del cigoto, que dará lugar a dos células distintas. Además, el calcio activa el bloqueo a la entrada de otros espermios, la segunda división meiótica y convierte al oocito fecundado en una célula muy activa, que, a través de segundos
  • 10. 10[Fecha] mensajeros, da lugar a una cascada de activaciones genéticas, con síntesis de proteínas del citoesqueleto, de receptores de membrana, enzimas, etc. La asimetría que posee el cigoto determina que la primera división sea asimétrica, a diferencia de las demás células que se dividen de forma simétrica. El plano de división del cigoto está un poco desplazado respecto al punto de entrada del espermio, para dar lugar a dos blastómeras que tienen distinto fenotipo al cigoto, y entre ellas, al existir diferencias en su tamaño, composición bioquímica y activación de genes. 1.1.1.5. El Genoma del cigoto es igual al de los quinientos billones de células del adulto. El genoma específico que se forma al terminar la constitución del cigoto, es igual en todas las células y durante toda la vida. Esa secuencia específica del ADN permite identificar a un individuo, por ejemplo, en criminología y le da su identidad biológica. Los demás elementos del cuerpo experimentan un continuo recambio: cambian las proteínas, las células, las capacidades, las funciones, el tamaño y aspecto del cuerpo, y lo único que permanece invariable desde que termina la fecundación hasta la muerte, es la información genética que se forma en el cigoto, que da la identidad biológica al individuo y determina todas las etapas biológicas de la vida de un ser. 1.1.2.Cultivo Las células madre embrionarias fueron aisladas por primera vez desde la masa celular interna de blastocistos de ratón en 1981 (Evans y Kaufman 1981, Martin 1981). Estos estudios preliminares fueron la base para que años más tarde se hayan logrado establecer líneas de células madre embrionarias a partir de otras especies como el hámster (Doetschman y col 1988), cerdo (Evans y col 1990, Vackoba y col 2007), bisonte (Sukoyan y col 1993), macaco de la India (Thomson y col 1995), marmota (Thomson y col 1996), pollo (Pain y col 1996), bovino (Stice y col 1996, Cibelli y col 1998, Wang y col 2005), humano (Thomson y col 1998), perro (Hayes y col 2008) y gato (Yu y col 2008). Más recientemente, en pocas especies se han aislado líneas de células madre embrionarias a partir de embriones clonados, generados por fecundación in vitro
  • 11. 11[Fecha] y/o partenogénesis (Wakayama y col 2001, Cibelli y col 2002, Wang y col 2005, Byrne y col 2007, Mai y col 2007). En un principio, las células madre embrionarias de ratón fueron derivadas y mantenidas en cocultivo con células embrionarias de la misma especie denominadas células alimentadoras, las cuales aportaban los factores de crecimiento necesarios para que estas células crezcan adecuadamente, mantengan un cariotipo normal y preserven su capacidad de autorrenovación y pluripotencia (Evans y Kaufman 1981, Martin 1981). Estudios posteriores identificaron una citoquina derivada de estas células, el factor inhibidor de la leucemia (LIF, del inglés Leukemia Inhibiting Factor), como una de las moléculas claves en prevenir su diferenciación y en mantener su capacidad de autorrenovación (Smith y col 1988, Niwa y col 1998, Matsuda y col 1999). Este factor es producido por células de diferentes especies incluyendo líneas celulares de fibroblastos de ratón (STO Mouse Fibroblast Cell Line), células de hígado de ratas búfalo (BRL, del inglés Buffalo Rat Liver), células Vero y fibroblastos embrionarios humanos (Smith y col 1988, Pease y col 1990, Talbot y col 1995). De esta forma, para el cultivo de las células madre embrionarias de ratón se puede utilizar LIF producido por las células STO, al igual que medio condicionado BRL combinado con células alimentadoras y/o medios libres de células empleando LIF recombinante en combinación con suero bovino fetal (Smith y col 1988, Williams y col 1988). (1) 2.2.0. ALTERNATIVAS PARA LA OBTENCIÓN DE CÉLULAS MADRES Hoy día, uno de los problemas bioéticos de mayor interés es cómo obtener células madre similares a las embrionarias, sin que se requiera generarlas a partir de embriones humanos que hay que destruir, pues, como es obvio, esta práctica plantea el grave dilema de terminar con la vida de seres humanos. Pero junto a esta dificultad ética, otro hecho irrefutable es que las células madre embrionarias humanas constituyen un material biológico precioso para estudios de biología del desarrollo, de la diferenciación celular, etc., a partir del cual se pueden desarrollar importantes experiencias biomédicas. La dificultad, por tanto, estriba en cómo compatibilizar el interés biológico de su uso, con la dificultad ética de su obtención a partir de embriones humanos. Dentro de las posibles alternativas existentes a la utilización de órganos humanos con fines terapéuticos, está el uso de células y tejidos, por ahora, aún no de órganos, generados a partir de células troncales células madre en el lenguaje coloquial obtenidas de embriones o de tejidos adultos, para generar a partir de ellas células de cualquier tipo de tejidos, que puedan servir para reparar al órgano lesionado. 2.2.1. Obtención de las Células Madres o Similares A Partir de Embriones Descongelados Muertos. Esto se puede conseguir utilizando embriones congelados sobrantes de las técnicas de fecundación in vitro, de los que actualmente hay más de un millón y medio en el mundo. Si las células madre embrionarias se obtuvieran, en caso de
  • 12. 12[Fecha] que ello fuera posible, de embriones muertos, se estaría ante una situación similar a la que se plantea con la donación de órganos de cadáveres humanos para trasplantes, práctica que no conlleva ninguna dificultad ética, antes bien es una acción moralmente positiva. Sin embargo, entre ambos casos, embriones humanos muertos y cadáveres humanos, existe una diferencia sustancial, al ser muy diferente la posibilidad de determinar con certeza la muerte de un ser humano adulto o de un embrión. En el primer caso, en el del ser humano adulto, se admite que el cese de la actividad cerebral es legal y médicamente equiparable a la muerte del individuo, por lo que cuando esta circunstancia se da, determinada según los procedimientos técnicos actualmente existentes para ello (N Engi J Med 344; 1215-1221, 2001), se puede considerar al individuo que se encuentra en esta situación como un cadáver, por lo que sus órganos podrían ser legalmente utilizados. Pero cuando nos referimos al embrión humano, establecer su muerte es más dificultoso que en el sujeto adulto, al no poder utilizarse el criterio neurológico, pues como es sabido, en ese momento evolutivo del embrión aún no se ha desarrollado el sistema nervioso. Por tanto, habrá que utilizar otros parámetros. Tratando de certificar sí un embrión descongelado de 4 a 8 células, que es el estadio evolutivo en el que los embriones sobrantes de la fecundación in vitro suelen congelarse, está muerto, Landry y Zucker (J Clin lnvest 114; 1184-1186, 2004) proponen seguir los siguientes criterios: en un primer paso, los embriones congelados que no se dividen a las 24 horas de su descongelación, tras el subsiguiente caldeamiento, son desechados para fines reproductivos, por considerarlos inviables. Estos embriones deberán ser observados con intervalos de pocas horas, durante las 24 siguientes. Los embriones que no se han dividido en este periodo de tiempo adicional, ya no se dividirán más, por lo que se les puede considerar orgánicamente muertos. Sin embargo, estos embriones muertos podrían tener hipotéticamente células vivas útiles para experimentaciones biomédicas. Los embriones de 4 a 8 células, pues, como se sabe, este estadio evolutivo de división celular suelen tener los embriones sobrantes de fecundación in vitro. Pero dado que es sabido que las células embrionarias útiles para obtener células madre se consiguen de los blastocistos, es decir de embriones de unos cinco días, que tienen entre 64 y 200 células, difícilmente pueden servir las células de un embrión humano de 4 a 8 células para los fines experimentales que se persiguen, por lo que estos embriones descongelados habría que posteriormente calentarlos y cultivarlos hasta la fase de blastocisto, procedimiento que indudablemente conlleva la revitalización del embrión, por lo que las células embrionarias serían siempre obtenidas de un embrión vivo que hay que destruir. Por lo que es muy improbable que los investigadores que trabajan en este campo estén dispuestos a iniciar costosas y difíciles experiencias biomédicas a partir de un material celular de tan dudosa bondad, cuando hoy día pueden adquirirlo en el mercado, comprando líneas celulares de absoluta garantía.
  • 13. 13[Fecha] Pero, en caso de que esto se pudiera lograr, su uso tiene además objetivas incertidumbres biológicas (The Lancet 364; 115-118, 2004), fundamentalmente debidas a que dichas células se obtienen a partir de embriones de baja calidad, pues no hay que olvidar que los embriones que se congelan son los desechados tras la primera tentativa de implantación o los que sobran tras los subsiguientes intentos realizados para conseguir un embarazo. Por ello, no se puede asegurar que estas células tengan la misma calidad que tienen las conseguidas a partir de embriones frescos. Una última dificultad metodológica es que la eficiencia de la técnica es muy baja, pues no más del 5% de los embriones descongelados pueden ser adecuados para investigaciones biomédicas (The Lancet 364; 115- 118, 2004). Por ello, si actualmente se utilizaran todos los embriones congelados existentes en Estados Unidos, al menos 400.000, para la obtención de células madre, solamente se podrían conseguir 275 líneas celulares útiles, número absolutamente insuficiente para las demandas de investigación de ese país. En resumen, parece, por todo lo anteriormente referido, que el uso de embriones descongelados muertos no es en este momento una posibilidad científica y éticamente válida para obtener células madre embrionarias. 2.2.2. Obtención de Células Madre Embrionarias a Partir de Embriones muy Jóvenes La segunda posibilidad es obtener las células madre a partir de embriones generados por fecundación in vitro, que estén en una fase muy temprana de su desarrollo. En efecto, si a un embrión de 4 o 8 células se le extrae una, ésta se puede cultivar para generar células madre, y este embrión, aún con una célula menos, puede sobrevivir si se implanta en el útero. Esta técnica fue utilizada por primera vez (Reprod Biomed Online 9; 623-629, 2004), los cuales consiguieron obtener diversas líneas celulares a partir de una célula pluripotente extraída de un embrión de 4 días (de 60 a 70 células) generado por fecundación in vitro, es decir inmediatamente antes de que alcanzara el estadio evolutivo de blastocisto, que como ya se ha referido se alcanza a los cinco días de vida del embrión. Cuando se utiliza esta técnica, la mayor parte de las veces, la extracción de la célula que va servir para generar las células madre no conllevaba la muerte del embrión. En esta misma dirección recientemente se ha dado un paso más hacia adelante, cuando Robert Lanza y colaboradores, sin duda uno de los grupos pioneros en este tipo de investigaciones, han conseguido, en este mismo año, y por primera vez en el mundo, obtener blastómeros a partir de embriones de solamente ocho células, y de ellos generar líneas celulares de distintos tejidos, como hueso, cartílago, tejido nervioso y células de epitelio respiratorio, (Nature 439; 216-21 9, 2006). En dichas experiencias, los embriones, de siete células que resultaron después de haberles extraído el blastómero en cuestión, se implantaron en ratonas subrogadas pseudogestantes, consiguiendo que nacieran ratones aparentemente normales, con una eficiencia similar a cuando se generaban a
  • 14. 14[Fecha] partir de embriones de 8 células. Es decir, parece que habrían conseguido generar líneas celulares de distintos tejidos a partir de blastómeros, sin que ello requiriera la destrucción del embrión del cual se obtienen. Sin duda, un gran avance metodológico, si realmente se confirmara. Pero esta técnica, si se trata de utilizarla en humanos, tiene, además de la dificultad moral inherentemente unida al hecho de que los embriones usados deben ser generados por fecundación in vitro, la dificultad social ya que es muy improbable que una pareja con problemas de infertilidad y que desea tener un hijo, por lo que acude a la fecundación in vitro, acceda a que el embrión generado, uno de sus hijos, sea manipulado para fines experimentales ajenos a su propio interés, con los riesgos que esto presupone para la integridad de dicho embrión (N EngI J Med 353; 2321- 2323, 2005). Por tanto, no parece que esta posibilidad, por el momento, sea factible. Además, el uso de las células así obtenidas, si quisieran ser utilizadas para fines terapéuticos, por proceder de otro individuo distinto al que se le va a practicar el trasplante celular, conllevaría problemas de rechazo inmunológico, similarmente a lo que ocurre con los trasplantes de órganos procedentes de donantes. Pero, además de todo lo anteriormente referido, esta técnica tiene otra dificultad ética añadida y es que hay que congelar los embriones de 7 células que restan tras la extracción del blastómero que va a ser utilizado, durante el tiempo reque- rido para comprobar que dicho blastómero es adecuado para ser usado para generar células de distintos tejidos, lo que presupone una nueva manipulación de esos seres humanos vivos incipientes. 2.2.3. Creación de estructuras biológicas pseudoembrionarias por transferencia nuclear somática alterada (ant) a partir de las cuales se pueden obtener celulares similares a las embrionarias Como se sabe la transferencia nuclear somática, la también denominada donación terapéutica, consiste en extraer el núcleo de una célula somática, es decir, de una célula adulta de cualquier parte del cuerpo humano, y transferirlo a un ovocito, al que previamente también se le ha extraído el núcleo. Así la célula generada será una célula híbrida compuesta por el citoplasma del ovocito (lo que queda de él después de extraerle el núcleo) y el núcleo de una célula adulta. Esta célula, debidamente activada, puede generar un embrión. Esta técnica se ha utilizado con éxito para crear mamíferos cónicos, como fue el caso de la oveja Dolly; pero no ha resultado exitosa en primates, ni tampoco en el hombre. la tercera posibilidad para conseguir células madre embrionarias humanas o similares a las embrionarias, es a partir de estructuras biológicas pseudo embrionarias creadas por una modificación de la técnica, a denominada transferencia nuclear somática alterada (ANT), recientemente propuesta por William B Hurlbut (Perspect Biol Med 48; 221- 228, 2005), de la Universidad de Stanford, en California. En ella, el núcleo somático transferido se modifica genéticamente para que, del ente biológico generado, nunca pueda desarrollarse un embrión humano, pero del que sí se puedan obtener líneas celulares similares
  • 15. 15[Fecha] a las células madre embrionarias y, por tanto, útiles para experimentaciones biomédicas (NEngIJMed35l; 2791-2792, 2004). Según Hurlbut la ANT se desarrollaría en tres etapas (First Things 115; 12-13, 2005). En la primera se tomaría una célula somática de un sujeto adulto y se modificaría la estructura cromática de su núcleo para que así este núcleo modificado, cuando se trasfiera al ovocito enucleado, nunca pueda dar lugar a un embrión con capacidad de desarrollarse normalmente. Posteriormente, al pseudo embrión así generado, se le estimularía adecuadamente para que pudiera desarrollarse hasta dar lugar a un pseudo blastocito, que teóricamente sería incapaz de generar un embrión normal, pero del cual se podrían extraer células, similares a las células madre embrionarias humanas que hipotéticamente podrían usarse para investigaciones biomédicas. Pero Hurlbut, no solamente propuso la posibilidad genérica de la ANT, sino que también sugirió un camino teórico concreto para llevarla a cabo (Nati Cathol Bioeth Q5; 19-22, 2006), consistente en modificar un gen, el Cdx2, que es necesario para que el embrión pueda implantarse en el útero por lo que en su ausencia no se desarrolla el trofoblasto, y consecuentemente la placenta, además de que la masa granulosa interna (de la cual se genera el cuerpo del embrión) crece de una forma desorganizada. Es decir, desde un punto de vista biológico el ente generado sería un pseudo embrión que no tendría capacidad de desarrollar un embrión normal, pero del cual podrían extraerse (de esa masa granulosa interna desorganizada) células madres similares a los embrionarios útiles para investigaciones biomédicas. Pero esta propuesta teórica de Hurlbut ha sido recientemente llevada a la práctica por Meissner y Jaerisch (Nature 439; 2012-2015,2006), este último, como se sabe, uno de los máximos expertos actuales en técnicas de donación y experimentación con células madre. En efecto, dichos autores han sido capaces de crear pseudoembriones a partir de un tipo de células somáticas adultas, los fibroblastos, cuyo material genómico ha sido modificado para que no se pueda expresar el Cdx2 (Proc NatiAcad Sci (USA) 101; 7641-7645, 2004) (Development 132; 2093-2102, 2005). Así pues, los pseudoembriones generados por esta técnica serían inviables, al no poder implantarse en el útero, aunque podrían ser una fuente de células madre similares a las embrionarias humanas de tipo pluripotencial. 2.2.4. Creación de estructuras biológicas pseudoembrionarias por transferencias nuclear somática alterado con reprogramación asistida del ovocito (anti-oar) A nuestro juicio, una de las más prometedoras posibilidades para conseguir células similares a las embrionarias, sin tener que destruir un embrión humano, sería poder reprogramar células madre de tejidos adultos hasta convertirlas en células madre pluripotentes, de las cuales se pudieran obtener células de todo tipo de tejidos, pero sin que la reprogramación llegara nunca a convertirlas en células madre totipotentes, de las que si se pudiera desarrollar un embrión humano completo. Esto es lo que se trata de conseguir con la denominada
  • 16. 16[Fecha] transferencia nuclear somática alterada con reprogramación asistida del ovocito (ANT-OAR). Como se sabe, cada una las células de nuestro organismo, contienen todo el genoma completo. Es ésta una manifestación de la exuberante generosidad de la naturaleza, sin duda encaminada al adecuado mantenimiento de la especie. Sin embargo, no a partir de todas las células, aún a pesar de contener un genoma completo, se puede generar un embrión. Ello es debido a que el ADN se encuentra en el núcleo celular conformado de distintas maneras. En las células totipotentes y pluripotentes todos los genes mantienen su capacidad de expresarse, por lo que a partir de ellos se podría obtener un embrión completo (células totipotentes) o células de todos los tejidos del cuerpo humano (células pluripotentes). Pero a medida que las células embrionarias se van diferenciando los genes contenidos en su genoma van perdiendo su capacidad de expresión, de forma tal que el genoma de las células adultas solo puede generar células de un tipo de tejido específico. Para conseguir que la célula somática adulta genéticamente modificada se reprograme y active su programa de desarrollo, se utiliza la capacidad que para ello tiene el citoplasma de los ovocitos. Así pues, el núcleo genéticamente modificado de la célula adulta se transfiere a un ovocito enucleado, el cual activa al ente biológico formado para que a partir de él se puedan obtener las células pluripotentes útiles para experiencias biomédicas. De todas formas, la posibilidad de poner esta técnica a disposición de la ciencia biomédica exigirá primero una amplia valoración experimental con animales, para delimitar mucho mejor todo el procedimiento técnico; pero si tras ello pudiera estar disponible, se tendría la posibilidad de obtener células madre similares a las embrionarias humanas por un método éticamente aceptable, al no requerir éste la destrucción de embriones humanos. Por ello, esta técnica ha sido éticamente refrendada por un número significativo de científicos y bioéticos de prestigio en un documento denominado Creation of Pluripotent Stem Cell by Oocyte Assisted Reprograming. Sin embargo, la técnica ahora comentada tiene la grave dificultad social de que para ser llevada a cabo se requieren ovocitos humanos, lo que presupone la utilización de un gran número de mujeres donantes de sus óvulos, cosa no fácil de conseguir, especialmente por el peligro que para cada una de esas mujeres puede suponer la importante estimulación hormonal que sufren, que en oca- siones, puede incluso desencadenar en ellas el grave síndrome de hiperestimulación ovárica. (5)
  • 17. 17[Fecha] 3.3.0. CÉLULAS MADRE CARCINOGÉNICAS (CMC) Un aspecto diferente de los estudios de CM, emplea los conceptos de CM para el estudio de los mecanismos del cáncer y la propuesta de terapias antineoplásicas. El modelo de CMC permite explicar las recaídas en los tratamientos de cáncer con terapias citorreductoras. Es decir, se supone que, durante la iniciación y progresión del cáncer, algunas células cancerosas adquieren las características de CM tales como autorrenovación que hace posible que células cancerosas establezcan una jerarquía celular que tiene como base a CMC, de manera que el tejido es reemplazado por células en diferentes estados de diferenciación descendientes de células cancerosas o cuya diferenciación ha sido bloqueada. Dado que la mayoría de las terapias antineoplásicas están orientadas a atacar a las células que se están replicando activamente, las CMC pueden sobrevivir, restablecer el tejido canceroso y dar lugar a las recaídas. Si bien este modelo se inició mediante estudios en leucemias, la participación de CMC en otros procesos como la generación de adenomas en el intestino, glioblastomas y carcinomas de células escamosas fueron demostradas en el año 2012 en revistas de alto impacto y en estudios realizados en la Universidad Científica del Sur de Lima, que demuestran la presencia del marcador de pluripotencia OCT4 y del factor de transcripción nuclear NF-kB en tumores cutáneos químicamente inducidos en ratones y en tumores mamarios caninos. Al igual que para los otros tipos de CM descritos, existe mucho por trabajar en este campo y factores que participan en el posible desarrollo de las CMC que aún necesitan ser esclarecidos. (6)
  • 18. 18[Fecha] 4.4.0. APLICACIONES DE LAS CELULAS MADRE EMBRIONARIAS EN BIOMEDICINA Existen células madre en el embrión, el feto y el adulto. La terapia celular consiste en sustituir células dañadas o ausentes por células sanas. Desde hace tiempo se utilizan los transplantes de células madre adultas de médula ósea, ya que reconstituyen la hematopoyesis trilinear para el tratamiento de enfermedades hematológicas benignas y malignas. Gracias a los descubrimientos recientes, la terapia celular podría extenderse para tratar diversas enfermedades que actualmente son incurables, como la diabetes, las enfermedades neuromusculares, el infarto del miocardio o incluso, las enfermedades neurodegenerativas (Parkinson y Alzheimer). Estas investigaciones se enfocan en los transplantes de células hepáticas (afecciones del hígado), neuronales (enfermedades degenerativas), pancreáticas (tratamiento de la diabetes), entre otras. Aunque todavía se encuentran en fase experimental, algunas investigaciones recurren a células fetales en proceso de diferenciación, las cuales se obtienen después de la interrupción voluntaria del embarazo. El futuro de estas células en el campo de la terapia celular es incierto, ya que su origen plantea problemas éticos y, sobre todo, porque podrían sustituirse favorablemente por células embrionarias o adultas. (7) 4.4.1. Desarrollo de Nuevas Drogas Se ha sugerido que las células madre embrionarias pueden tener su aplicación en el descubrimiento y desarrollo de nuevas drogas con potencial farmacéutico. En efecto, algunos tipos celulares como cardiomiocitos y hepatocitos generados desde células madre embrionarias humanas podrían proporcionar una población ideal de células para evaluar con mayor exactitud la efectividad de un determinado fármaco o su toxicidad. Este sistema proporcionaría ventajas adicionales ya que las células humanas pueden revelar la toxicidad de ciertas drogas que no necesariamente se detectan en los análisis convencionales, como en los ensayos desarrollados con líneas celulares de ratón o los ensayos llevados a cabo in vivo en animales. 4.4.2 Terapia de Reemplazo Celular La aplicación de las células madre embrionarias que ha recibido mayor atención en los últimos años es la terapia de reemplazo celular o medicina regenerativa, que permitiría el tratamiento de una amplia variedad de enfermedades debilitantes, tales como diabetes tipo I, enfermedades cardiovasculares, enfermedad de Parkinson y enfermedades de las células sanguíneas (Doss y col 2004). En este caso, lo que se busca es reemplazar células dañadas por células funcionales que restituyan la función normal de los tejidos u órganos de forma más eficiente que a través de terapias convencionales como son los trasplantes, las terapias farmacológicas y/o los tratamientos con proteínas recombinantes. Sin embargo, hasta la fecha el éxito de estas terapias es limitado, existiendo varias interrogantes que aún necesitan ser resueltas. Una de ellas es el número de células que deben ser trasplantadas y su estado de diferenciación. Además, en el trasplante con
  • 19. 19[Fecha] células madre embrionarias existe el riesgo de contaminación con células madre embrionarias residuales no diferenciadas, las cuales se sabe pueden desarrollar teratomas cuando son trasplantadas (Evans y Kaufman 1981, Thomson y col 1998). Esto ha motivado a que actualmente se estén desarrollando técnicas que permitan la purificación de células con un linaje determinado para ser utilizadas con seguridad en los trasplantes (Li y col 1998, Doss y col 2004). 4.4.3. Clonación Terapéutica Para sobreponer el problema habitual del rechazo del injerto por el sistema inmunológico del receptor se han desarrollado numerosas estrategias, la más reciente y conflictiva es quizás la clonación terapéutica, la cual involucra la obtención de células madre embrionarias isogénicas desde embriones clonados, las que pueden ser diferenciadas específicamente en células regenerativas para pacientes que requieren terapia de trasplante celular (Han y col 2007). En la clonación terapéutica los núcleos de células somáticas de un paciente son fusionados con ovocitos enucleados, cultivándolos in vitro hasta la etapa de blastocistos y derivando de la masa celular interna líneas de células madre embrionarias isogénicas humanas. Sin embargo, las limitaciones de este procedimiento están dadas por la prohibición que existe en muchos países para generar embriones humanos clonados y por la escasez de ovocitos humanos para estos propósitos (Mombaerts 2003). la importancia de invertir en investigación de células madres embrionarias, también conocidas como células stem radica en que se podría encontrar cura o tratamiento mucho más eficaces a enfermedades crónicas como diabetes, cáncer, enfermedad de Alzheimer, mal de Parkinson, padecimiento cardiovasculares, o contribuir al desarrollo de la bioingeniería de la reconstrucción de tejidos afectados por quemaduras o reparación de epitelio corneal, debido que estas células poseen la capacidad de autorrenovación, crecimiento indefinido e inducción de diferenciación celular dirigida, lo que abre la puerta para el desarrollo en vitro de múltiples tipos celulares y tejidos. (1)
  • 20. 20[Fecha] 5.5.0. CELULA MADRE EN EL AMBITO ODONTOLOGICO Actualmente estas células tienen un papel muy importante en diferentes investigaciones en el ámbito odontológico; por lo tanto, es necesario realizar una revisión sistemática para actualizar a la comunidad odontológica sobre el tema, para así lograr que estos tratamientos puedan ser implementados como método alternativo en pacientes que así lo requieran, con el fin de mejorar tanto los tratamientos existentes como la calidad de vida de los pacientes tratados. En la actualidad los odontólogos dependen del uso de biomateriales para solventar problemas en la cavidad bucal, pero gracias a los avances de la medicina regenerativa, la aplicación de células madres ha pasado a ser una de las principales alternativas a usar en el ámbito odontológico. Gracias a la evolución de la medicina regenerativa, se podrá disminuir el uso de materiales restauradores, prótesis e implantes para llegar a una armonía estética y funcional en la cavidad bucal y podremos devolverle su anatomía a la zona afectada haciendo uso de células madre del propio paciente. 5.5.1. Preparación de la Célula En cuanto al uso de células madre, es importante destacar la relevancia de los medios de cultivo o de una nutrición adecuada para ellas; otro factor de importancia en la ingeniería tisular es un andamio que sirva como una matriz extracelular temporal para que exista una óptima función, nutrición, adhesión, proliferación y señalización celular. Esto se consigue “sembrando” células en este material poroso para así, permitir el crecimiento de las células en el material, que culminará desarrollándose como un tejido normal y funcional. Generalmente, se utilizan andamiajes compuestos por polímeros debido a su capacidad biológica, química y mecánica. 5.5.2. Conservación de la Célula El método utilizado para esto es la crio preservación, proceso en el cual las células o el tejido completo son preservados por medio de la congelación a temperaturas bajo cero, como 77 K o 196 ºC (Punto de ebullición del nitrógeno). A éstas bajas temperaturas cualquier actividad biológica incluyendo las reacciones bioquímicas que dejarían la célula muerta, son efectivamente detenidas 5.5.3. Periodoncia consiste en que el tejido periodontal sería construido en el laboratorio y luego implantado mediante un proceso quirúrgico en los defectos. Otra técnica prometedora involucra el cultivo de células madre provenientes del ligamento periodontal y en el trasplante de ese tejido a los defectos periodontales ya que el potencial clínico para el uso de células madre del ligamento periodontal ha mejorado aún más por la demostración de que estas células pueden ser aisladas de las crio preservaciones del ligamento periodontal manteniendo sus características. Las técnicas para la regeneración del hueso perdido no siempre son exitosas y en ocasiones resultan muy costosas. Desde hace algunos años se trabaja en la regeneración de tejidos mediante la implantación de células madre.
  • 21. 21[Fecha] Las células madre de la medula ósea (BMSCs) han sido utilizadas por distintos investigadores gracias a su capacidad para regenerar el tejido periodontal y otros elementos de apoyo. Estas células tienen la capacidad de producir hueso alveolar, ligamento periodontal y cemento in vivo, después de la implantación en los defectos periodontales. Así, se demostró que las BMSCs proporcionan una fuente alternativa para el tratamiento de las enfermedades periodontales. Las células madre autólogas mesenquimáticas de la cresta iliaca en combinación con plasma rico en plaquetas de la sangre periférica, se utilizan para la regeneración periodontal. 5.5.4. Creación de pulpa dental Tras numerosos estudios científicos de la pulpa dental en búsqueda de células madre, se encontró que esta es rica en distintos tipos de células madre: Condrogénicas las cuales poseen la habilidad de regenerar cartílago, osteoblastos encargados de la regeneración ósea, adipocitos cuya función es reparar tejido cardíaco dañado luego de un infarto y células madre mesenquimáticas que son las más potentes y tienen la capacidad de diferenciarse en varios tipos de células reparativas. Según estudios realizados, las células madres de la pulpa se encuentran en dos sitios diversos sugeridos: Pulpa propiamente dicha y zona rica en células a su vez, otros autores refieren que en el año 2009 se encontraron en las siguientes capas: zona pobre en células (zona basal de weil), zona rica en células, y pulpa propiamente dicha. Para crear pulpa dental se utilizan células madres de la pulpa dental adulta o células madres de dientes deciduos, junto con células endoteliales microvasculares humanas (para diseñar vasos sanguíneos funcionales) que son inoculados en un depósito hecho de colágeno, un material reabsorbible y luego son implantados en el tejido subcutáneo de ratones inmunodeficientes, después de un período de 14 a 28 días , los autores observaron que el tejido pulpar diseñado se asemeja a la pulpa dental normal. Cuando hay piezas con ápices incompletos y sufren trauma, son piezas dentales muy frágiles, lo ideal en estos casos es hacer una inducción del cierre apical y su posterior tratamiento endodóntico convencional, con la bioingeniería podríamos dar lugar a la creación de nuevo tejido pulpar que permitiría la finalización del desarrollo radicular y prevenir pérdidas prematuras de dientes. Debido a su capacidad de regeneración pulpar es posible la prevención de un tratamiento endodóntico en adultos mediante la utilización de células madre obtenidas de dientes no deseados como los terceros molares. 5.5.5. Creación de una raíz dental Investigadores han conseguido generar nuevas raíces dentales en cerdos gracias a células madres procedentes de dientes humano, específicamente de la papila apical de la raíz dental. Sería por tanto una mejor opción para sustituir los dientes perdidos por piezas más biocompatibles que los actuales implantes metálicos. Este tejido está conectado a la punta de la raíz del diente y es el responsable del desarrollo del mismo. Una vez identificadas las células madres apropiadas para
  • 22. 22[Fecha] crear una nueva raíz, estos investigadores reemplazaron un incisivo de un cerdo enano (que tiene una estructura dental parecida a la humana) por una estructura en forma de raíz dental de material cerámico (hidroxiapatite/tricalcium phosphate o HA/TCP) que hacía de andamio y de vehículo portador de células madres de papilas apicales procedentes de los terceros molares jóvenes de entre 18 y 20 años de edad. Tres meses más tarde de implantar estas células los investigadores pudieron encajar en la cuenca del antiguo incisivo una corona sintética de porcelana sobre la nueva raíz remineralizada que contaba con nuevos ligamentos desarrollados del mismo, pudieron demostrar además que los nuevos tejidos formados eran humanos. Después de 6 meses de la implantación el equipo de investigación comprobó que, aunque el nuevo diente no era tan resistente como los naturales tenían la suficiente calidad como para cumplir su función. Este sistema es preferible al sistema habitual del implante de titanio porque la bio-raíz tiene una capa de ligamentos entre el hueso de la mandíbula y la raíz. Este tiene, tanto labores de adherencia como de amortiguación a la masticación. Los implantes son susceptibles de aflojarse o de producir infecciones como gingivitis y periimplantitis debido a la relación no natural entre el hueso y el implante de titanio. Un estudio similar indica que, aunque las terapias de implantes dentales han alcanzado un gran éxito a largo plazo en la recuperación de la función del diente, los implantes dentales requieren estructuras óseas pre-existentes de alta calidad para apoyo de los mismos. La regeneración de raíces mediada por células madre ofrece oportunidades para regenerar una bio-raíz y sus tejidos periodontales asociados, los cuales son necesarios para mantener la función fisiológica del diente. Fueron satisfactorios los resultados de un estudio realizado con el propósito de explorar el potencial de la reconstrucción de un diente funcional en los cerdos miniatura (minipigs), ya que se logró construir un complejo periodontal de bio-raíz mediante células madre postnatales, incluyendo células madre de la papila apical de la raíz (SCAP) y PDLSCs, a la que una corona de porcelana artificial fue fijada. Esta estrategia híbrida de ingeniería dental autóloga de células madre puede ser aplicable a la regeneración de dientes humanos. 5.5.6. Futuras Aplicaciones Recientemente son más abundantes los estudios que se están realizando con células madre con finalidad de mejorar y especializar las técnicas para el desempeño odontológico. En un futuro, las células madre serán capaces de reproducir tejido óseo del complejo craneofacial para reparar defectos producidos por enfermedades degenerativas, que pueden ser una alternativa para tratar las deficiencias mandibulares, trastornos de la articulación temporomandibular (ATM) y labio y paladar hendido. Otro avance es el que encontramos en la ingeniería de tejidos a la terapia periodontal, consiste que el tejido periodontal será construido en el laboratorio y luego implantado quirúrgicamente en los defectos.
  • 23. 23[Fecha] La fabricación de dientes enteros con las estructuras del esmalte y la dentina en vivo es una realidad y no una utopía. Sin embargo, estos dientes creados a través de bioingeniería han sido producidos en sitios ectópicos y todavía faltan algunos elementos esenciales, tales como la completación de la raíz y los tejidos periodontales que permiten el correcto anclaje del diente en el hueso alveolar. Este procedimiento consta en implantar células madre mesenquimáticas en la cavidad del diente. (8)
  • 24. 24[Fecha] Conclusiones concluimos que las células madre tienen una gran capacidad de construir diversos tejidos para los tratamientos de las enfermedades incurables, como las neurodegenerativas, endocrinológicas, cardíacas, afecciones sanguíneas y una recuperación más rápida y eficiente en accidentes, implementando cultivos celulares para la reconstrucción de tejidos y órganos y una mejora en la calidad de la vida humana. Por lo tanto, es indispensable que las investigaciones en torno a las células madre no cesen y sean más estrictas, rígidas y cuenten con un mayor aporte financiero para que esta expectativa de implementación de las células madre en terapia celular sea una realidad.
  • 25. 25[Fecha] Bibliografía (1) María Elena Arias, Ricardo Felmer Dörner. Biología de las Células Madre Embrionarias (ES cells) en distintas especies: Potenciales Aplicaciones en Biomedicina. Arch Med Vet. 2009. Volumen, 41. Pag. 185,186, 190, 191. Disponible en: https://scielo.conicyt.cl/scielo.php?script=sci_abstract&pid=S0301- 732X2009000300002&lng=es&nrm=iso. (2) Luis Francio Vera. El Apasionante Mundo de las Células Madre. Rev. R. Acad. Cienc. Exact. Fis. Nat. 2012. Vol. 105, Pag. 328, 329. Disponible en: http://www.rac.es/6/6_2_2.php?idC=530&idN3=30 (3) Viviana Marcela Rodríguez Pardo. Células Madre: Conceptos Generales y Perspectivas de Investigación. Universitas Scientiarum. Enero-junio de 2005. Vol. 10. Pag. 6, 7. Disponible en: http://revistas.javeriana.edu.co/index.php/scientarium/article/download/4932/38 07. (4) Javier Marco Bach. El Principio de la Vida Humana – Cirujano General. 2 de abril-junio 2012. Vol. 34. Pag. 144, 145. Disponible en: http://www.medigraphic.com/pdfs/cirgen/cg-2012/cgs122p.pdf (5) Dr. Justo Aznar. Alternativas para la obtención de células madres similares a los embrionarias sin tener que destruir a los embriones de los que se obtienen. Generalitat valenciana. 2005. Pag. 1, 8-16. Disponible en: http://erevistas.saber.ula.ve/index.php/actabioclinica/article/download/4966/478 8 (6) Amiel Pérez José y Casado Fanny. Células madre: limitaciones y oportunidades en el Perú. Rev Peru Med Exp. 2015. Vol. 32. Pag. 781. Disponible en: http://www.rpmesp.ins.gob.pe/index.php/rpmesp/article/view/1772 (7) José Carlos Jaime Pérez, Idalia Garza Veloz, Roció Ortiz López. Célula Madre. Medicina universitaria. Julio-setiembre 2007. Vol. 9 Pag. 132. Disponible en: http://medicinauniversitaria.uanl.mx/36/pdf/130.pdf (8) Daniela Jucht, Raquel Rujano, Maria Romero, Luis Rondón. Utilización de Células Madre en el Ámbito Odontológico. 2014 [13 de junio 2018]. Pag. 106- 108, 111- 115.