Artículo completo PDF

14/4/08
12:59
monográfico
gen, ética y estética
• Nº 55 MONOcastella.qxp:•Nº 53 ACTUALITAT.qxp
Joaquim Pijoan. Genética, 2007. Cera y acuarela sobre papel, 24 x 32 cm.
154
Anuario 2008 MÈTODE
Página 154
• Nº 55 MONOcastella.qxp:•Nº 53 ACTUALITAT.qxp
8/4/08
19:13
Página 155
CÉLULAS MADRE EMBRIONARIAS
Y MEDICINA REGENERATIVA
Anna Veiga, Begoña Arán, Ignacio Rodríguez, Ángel Raya, Juan Carlos Izpisúa Belmonte
Embryonary stem cells and Regenerative Medicine.
Embryonary stem cells have represented a scientific revolution in recent years given
their potential capacity to turn into any cell type in the organism. Their therapeutic
importance lies in the fact that they can be useful for treating diseases caused by
a deficit in cell functioning. Numerous research groups world-wide are working to find
Anuario 2008 MÈTODE
155
monográfico
Las células madre (CM) son células indiferenciadas que
madre embrionarias a partir de preembriones humanos
pueden encontrarse en embriones (CM embrionarias), alsobrantes de procesos de reproducción asistida (Thomson
gunos tejidos fetales, cordón umbilical, placenta (CM feet al, 1998). Desde entonces, las publicaciones científitales) y en tejidos adultos (CM adultas). Son células pluri
cas relacionadas con este ámbito no han dejado de increo multipotentes (en algunos casos totipotentes) que puementarse.
den dar lugar a distintos tipos celulares, dependiendo de
Las células madre embrionarias proceden de la masa
su origen y plasticidad. La investigación en células macelular interna de blastocistos. Se trata de preembriones
dre es una herramienta de gran utilidad para el descubride cinco o seis días con aproximadamente 150-200 célumiento de nuevos fármacos, para el estudio del desarrolas. La masa celular interna, origen de las CME en conllo y control génico y también en terapias de patologías
diciones de cultivo in vitro, es la que daría lugar al feto
debidas a pérdida de función celular. La terapia celular,
en condiciones in vivo, si el preembrión se implantara y
a través del trasplante de células
la gestación llegara a término. El
madre diferenciadas en distintos ticultivo de esta estructura da lugar al
pos celulares, puede representar una
crecimiento de las CME. Este tipo
«LA INVESTIGACIÓN
alternativa terapéutica en enfermede células poseen unas característidades tales como algunas alteraciocas específicas a causa de su capaEN CÉLULAS MADRE ES UNA
nes neurodegenerativas, accidentes
cidad de autorrenovación indefiDE LAS MÁS INNOVADORAS,
vasculares, lesiones de médula esnida y a su pluripotencialidad. Las
EXPERIMENTA AVANCES
pinal, insuficiencia cardíaca y la
CME pueden dar lugar a nuevas
EXTREMADAMENTE RÁPIDOS
diabetes juvenil, entre otras.
células madre indiferenciadas o
Y ESPECTACULARES»
Centrándonos en las células maconvertirse en distintos tipos celudre embrionarias (CME), conviene
lares de los más de 200 que existen
recordar algunas fechas determien un individuo adulto de la especie
nantes en este área de investigación
humana.
convertida hoy en día en una de las
La investigación en CME avanza
más novedosas y que experimenta
rápidamente pero los factores geavances extremadamente rápidos y
néticos y ambientales que controlan
espectaculares.
tanto su estado indiferenciado como
En el año 1978 nace en el Reino
los procesos que permiten la difeUnido el primer individuo de la esrenciación en distintos tipos celulapecie humana resultante de una feres no están completamente estacundación in vitro (Edwards y Stepblecidos.
toe, 1978). Veinte años más tarde,
Los distintos grupos que investiBlastocisto expandido. En el centro se aprecia la
se publica la obtención de células
gan en este ámbito intentan determasa celular interna (MCI).
gen, ética y estética
out the differentiation mechanisms, as well as alternative techniques to using preembryos, in order to discover a safe and efficient therapy for these types of illness.
monográfico
gen, ética y estética
• Nº 55 MONOcastella.qxp:•Nº 53 ACTUALITAT.qxp
8/4/08
19:13
Página 156
briones sobrantes de programas de fecundación in vitro.
La investigación encaminada en comprender los mecanismos que controlan la autorrenovación y la pluripotencialidad se lleva a cabo en aquellos países en los que la legislación permite la investigación con preembriones
humanos y con células madre embrionarias.
España se encuentra entre los países en los que se permite realizar este tipo de investigaciones. Las leyes
14/2006 y 14/2007 de Técnicas de Reprodución Asistida
y Biomedicina, respectivamente, establecen el marco legal en nuestro país y regulan la investigación con material embrionario, permitiendo la utilización de técnicas taColonia de células madre embrionarias (CME).
les como la transferencia nuclear y la partenogénesis
para la obtención de CME.
La mayoría de las líneas de CME obtenidas hasta hoy
minar qué condiciones de cultivo propician el estado inproceden de preembriones de los programas de fecundadiferenciado y cuáles provocan determinados tipos de dición in vitro, donados por parejas que ya no los desean
ferenciación. La identificación y caracterización de los
utilizar con fines reproductivos y que optan por destinarmecanismos genéticos, epigenéticos y celulares responlos a investigación. La calidad de los preembriones utisables de mantener el estado indiferenciado de las CME
lizados parece ser un factor clave a la hora de optimizar
y de dirigir su diferenciación hacia tipos celulares espeel proceso. La utilización de preembriones cromosómicíficos es un área de investigación en la que se producen
camente anormales y portadores de enfermedades puede
continuos avances.
ser de utilidad como modelos de patologías diversas.
La terapia celular consiste en el trasplante de células
Se han publicado hasta la fecha aproximadamente 200
diferenciadas a partir de CM y está destinada a reparar telíneas de CME, con distintas metodologías (Veiga et al.,
jidos en los que se ha perdido la funcionalidad de las cé2007). La metodología de obtención de las CME implica
lulas. Es importante tener en cuenta, a la hora de plantear
actualmente el uso de algunos productos de origen animal,
posibilidades terapéuticas, que las CME poseen una gran
aunque determinados protocolos descritos recientemente
capacidad de proliferación y que, por tanto, hay que vaevitan este tipo de sustancias. El objetivo es la derivación
lorar el riesgo de producir tumores antes de ser trasplande líneas de CME en condiciones definidas, sin productadas. Se ha demostrado ya el potencial de estas células
tos de origen animal y en condiciones de good manufacpara diferenciarse en diversos tipos celulares y su funcioturing practice (GMP), necesarias o en todo caso muy renalidad cuando son ser injertadas en modelos animales tacomendables para plantear terapias de aplicación clínica.
les como el ratón.
Se están estableciendo registros y bancos de células maParece que los primeros ensayos en humanos podrían
dre y es importante que se disponga de toda la información
llevarse a cabo en un futuro muy próximo. En la especie
relativa a las líneas de CME existentes y en utilización, sohumana se ha obtenido ya diferenciación en células de
bre todo en cuanto a las características de la metodología
músculo cardíaco, células neuronales, células hematopode obtención y a sus propiedades de diferenciación. El Reyéticas, células pancreáticas, células endoteliales, hepatogistro Europeo de Líneas de CME (EU hESC Registry),
citos y trofectodermo. Es imprescindible poder controlar
proyecto financiado por la Comisión Europea ( FP6) en el
y dirigir la diferenciación celular y obtener poblaciones
que colaboran el Centro de Medipuras de células diferenciadas para
cina Regenerativa de Barcelona y el
plantear una terapia sin riesgo para
Berlin Centre for Regenerative Theel paciente y con posibilidades de
«LAS CÉLULAS MADRE
rapies, constituye una herramienta
éxito.
EMBRIONARIAS POSEEN
imprescindible para los investigaNumerosos grupos en Europa
UNA GRAN CAPACIDAD
dores de este campo.
(Reino Unido, Suecia, Dinamarca,
Los problemas técnicos que
Finlandia, España, Francia) y en el
DE PROLIFERACIÓN Y POR
existen
hoy en día para plantear la
resto del mundo (EE UU, Israel,
TANTO HAY QUE VALORAR
aplicación clínica de terapia celular
China, Corea del Sur, Singapur, InEL RIESGO DE PRODUCIR
hacen necesaria la investigación en
dia, Australia) están derivando acTUMORES ANTES DE SER
profundidad para elucidar los metualmente líneas de CME a partir de
TRASPLANTADAS»
canismos que controlan la diferenblastocistos obtenidos de preem-
156
Anuario 2008 MÈTODE
• Nº 55 MONOcastella.qxp:•Nº 53 ACTUALITAT.qxp
A
14/4/08
B
13:54
Página 157
C
Distintos tipos celulares: A. Presencia de beta-tubulina tras la diferenciación inducida de células madre a ectodermo (neurona). B. Presencia de alfaactinina tras la diferenciación inducida de células madre a mesodermo (cardiomiocito). C. Presencia de alfa-fetoproteína tras la diferenciación espontánea de células madre a endodermo (tejido glandular).
157
monográfico
Anuario 2008 MÈTODE
gen, ética y estética
ciación, la desdiferenciación y la
nientes inherentes a su utilización
«EL TRASPLANTE CON
transdiferenciación. Hay que conque las hacen más o menos reproCÉLULAS OBTENIDAS
trolar el crecimiento, la migración,
ducibles y aplicables (Green, 2007).
A PARTIR DE UN PREel destino y la diferenciación celuDistintos grupos también han desEMBRIÓN CLONADO DEL
lar para asegurar procesos estables
crito recientemente la posibilidad
PROPIO PACIENTE EVITARÍA
tras el trasplante de las células.
de convertir en células pluripotenEl rechazo inmunológico es otro
tes distintos tipos celulares medianPROBLEMAS DE RECHAZO
de los problemas a resolver y se este reprogramación celular, evitando
INMUNOLÓGICO»
tán estudiando distintas fórmulas
en este caso la utilización de preempara evitarlo, o al menos disminuir
briones.
sus efectos. Entre ellas cabe destaEl Banco de Líneas Celulares del
car el uso de fármacos inmunosupresores, el uso de céluCentro de Medicina Regenerativa de Barcelona inició su
las HLA compatibles en el trasplante y la inducción de inactividad en julio de 2005, con el proyecto «Derivación de
munotolerancia mediante administración previa de
células madre embrionarias en condiciones libres de xenomaterial embrionario o hematológico del donante. Otra de
bióticos y caracterización in vivo de su pluripotencialidad».
las opciones es la obtención de CME procedentes de preHasta el momento se han obtenido cinco líneas de
embriones clonados mediante transferencia nuclear. Esta
CME, dos de las cuales han sido ya depositadas en el
técnica, también conocida como clonación terapéutica, reBanco Nacional de Líneas Celulares (www.isciii.es), tras
quiere la misma metodología que la descrita por Wilmut
ser exhaustivamente caracterizadas fenotípica y genéticay colaboradores en 1997 para el nacimiento de la oveja
mente. El objetivo a alcanzar es la eliminación de producDolly. Se trata de la transferencia del núcleo de una célula
tos de origen animal en el proceso de derivación así
somática a un ovocito del cual se ha eliminado el núcleo.
como la utilización de protocolos GMP para hacer posiLa finalidad de la clonación terapéutica no es reproducble la utilización de estas células en terapia celular.
tiva, como en el caso de Dolly, sino la obtención de preBIBLIOGRAFÍA
embriones clonados con los que derivar células madre emEDWARDS, R. G. y P. C. STEPTOE, 1978. «Birth after the reimplantation of a hubrionarias. El trasplante con células obtenidas a partir de
man embryo». Lancet, 2: 366.
GREEN, R. M., 2007. «Can we develop ethically universal en item-cell lines». Naun preembrión clonado del propio paciente evitaría la
ture, 8: 480-486.
aparición de problemas de rechazo inmunológico. Por
THOMSON, J. A. et al., 1998. «Embryonic stem cell lines derived from human blasotra parte, esta técnica constituye una herramienta muy útil
tocysts». Science, 282: 1145-1147.
VEIGA, A., CAMARASA, M. V., ARÁN, B., RAYA, A. y J. C. IZPISÚA, 2007. «Selecpara conocer los mecanismos celulares y moleculares de
tion of embryos for stem cell derivation: can we optimise the process?». In PEdeterminadas enfermedades y poder estudiar pautas de traLLICER, A. y C. SIMON (eds.), 2007. Stem Cells in Reproductive Medicine: Batamiento. La derivación de CME a partir de preembriones
sic Science and Therapeutical Potencial. Informa Healthcare.
WILMUT, I., SCHNIEKE, A. E., MCWHIR, J., KIND, A. J. y K. H. CAMPBELL, 1997.
obtenidos por transferencia nuclear ya ha sido llevada a
«Viable offspring derived from fetal and adult mammalian cells». Nature, 385:
cabo con éxito en el ratón y otros modelos animales, aun810813.
que no se ha conseguido todavía en la especie humana.
Anna Veiga, Begoña Arán, Ignacio Rodríguez, Ángel Raya y Juan Carlos IzExiste actualmente un amplio abanico de técnicas que
pisúa Belmonte. Banco de Líneas Celulares. Centro de Medicina Regenerativa
de Barcelona.
permiten la obtención de CME, con ventajas e inconve-