células madre - Severo Ochoa

CÉLULAS MADRE
JAL-CBMSO-UAM-CSIC
Algunas preguntas…

¿Qué son las células madre?

¿Por qué tanta polémica?

¿Cuántos tipos hay?

¿Para qué sirven?

¿Qué potencial terapéutico tienen?
JAL-CBMSO-UAM-CSIC
El término “Célula Madre” es
incorrecto…

El término inglés es “Stem Cells”
(CÉLULAS TRONCO)

Células
Troncales
PLURIPOTENTES

Ha trascendido socialmente el término
Célula
Madre
y
a
ellas
nos
referiremos…
o
Tronco.
JAL-CBMSO-UAM-CSIC
Su naturaleza…
JAL-CBMSO-UAM-CSIC
JAL-CBMSO-UAM-CSIC
¿Qué son las células madre?

Son un grupo celular que se
distingue por 3 características:



Pueden dividirse dando nuevas
copias de sí mismas…
Pueden diferenciarse en otros
tipos celulares…
Pueden acabar colonizando y
originando nuevos tejidos…
JAL-CBMSO-UAM-CSIC
Tipos principales de células madre
Células ES
(Embrionarias)

Procedentes de la Masa
Celular Interna de la
blástula…

Diferenciación a cualquier
tipo de tejido…

Se obtienen de embriones
sobrantes…
JAL-CBMSO-UAM-CSIC
Método iniciado por Evans y
Kaufman en 1981…
En cultivo, las ES se
mantienen con distintos
factores inhibitorios…
Originar hasta 200 tipos
celulares diferentes…
JAL-CBMSO-UAM-CSIC
Tejidos obtenidos a partir de células ES:

Endotelial

Hematopoyético

Osteoclastos

Adipocitos

Muscular

Neuronal

Epidérmico
JAL-CBMSO-UAM-CSIC
Tipos principales de células madre
Células AS (Adultas)
Presentes en muchos tejidos adultos…
Implicadas en regeneración de tejido
dañado…
JAL-CBMSO-UAM-CSIC
Tienen gran plasticidad,
pero…
Son MULTIPOTENTES ó
UNIPOTENTES…
JAL-CBMSO-UAM-CSIC
Diferenciación de células AS…
JAL-CBMSO-UAM-CSIC
Diferenciación de células AS…
Pelo;
Córnea;
Dientes…
Desde dientes de leche…
Otros…
Desde folículo piloso
Desde mucosa bucal
JAL-CBMSO-UAM-CSIC
Incógnitas sobre las células AS:

¿Cuántos tipos existen?

¿En qué tejidos se encuentran?

¿Cuáles son las fuentes principales?

¿Qué señales regulan su proliferación y diferenciación?

¿Existirá algún tipo capaz de generar por sí sola
cualquier órgano o tejido?
JAL-CBMSO-UAM-CSIC
Células madre:
Sus aplicaciones…
JAL-CBMSO-UAM-CSIC
Principales aplicaciones de las células madre

Terapia celular:

Terapia
celular
previa
modificación genética…

Clonación-transgenización:

Clonación terapéutica:

iPS, por supuesto…
JAL-CBMSO-UAM-CSIC
“Estamos intentando correr
antes de aprender a gatear
correctamente”…
Juan Carlos Izpisúa, Director
del Centro de Investigación en
Medicina Regenerativa de
Barcelona,
JAL-CBMSO-UAM-CSIC
Aspectos a superar:
 Dirigirlas
hacia el tejido necesitado
 Inserción
en el tejido dañado
 Supervivencia
 Integración
con el tejido circundante
 Impedir
daño en el tejido receptor
 Impedir
la transformación celular
JAL-CBMSO-UAM-CSIC
Mediante técnicas de microarrays, entre otras, genes
con nombres tan poco atractivos como hes-1, hif,
Nanog, fox D3, oct4, eras, rex1, utf1, Pax3, piwi,
pumilio o bam están emergiendo del anonimato como
reguladores, activadores o inhibidores de los procesos
moleculares de las células madre
JAL-CBMSO-UAM-CSIC
Logros en modelos animales con células AS

AS del mesencéfalo productoras de
dopamina curan ratas parkinsonianas…

AS de páncreas generan islotes de
Langerhans productores de insulina…

HS diferenciadas a células epiteliales
de intestinos, piel o pulmón…

AS neuronales han curado ratones con
Esclerosis Múltiple…
JAL-CBMSO-UAM-CSIC
En humanos…

Ensayos clínicos en Fase III contra fístulas perianales
(células mesenquimales de lipoaspirado). UAM-Cellerix

Ensayos en humanos con células de médula ósea para
tratamientos de ELA. UMH-CSIC

Nuevas células de sangre de cordón umbilical con
características
reguladoras
de
linfocitos
T:
CD4/CD25/CD45RA que coexpresan el factor FOXP3
JAL-CBMSO-UAM-CSIC
tratamiento de la pseudoartrosis con células madre de médula ósea
LUIS OROZCO DELCLÓS, INSTITUTO DE TERAPIA REGENERATIVA TISULAR. BARCELONA
JAL-CBMSO-UAM-CSIC
Y además…

Se han obtenido espermatozoides y
óvulos a partir de células madre…

Con trozos de coral y biocerámicas
como estructura base, se intenta
obtener tejidos tridimensionales…

La
nanotecnología
guiará
diferenciación de células madre…
JAL-CBMSO-UAM-CSIC
la
GRUPOS ESPAÑOLES CON
ENSAYOS AVANZADOS:
 En Madrid están los de la Paz con Damián
García Olmo y de Jesús Vaquero con los
lesionados medulares (Cátedra de neurocirugía de
Complutense).
 En Salamanca, el grupo del Hospital Clínico con
Juan Blanco (traumatólogo) en disco, hueso, etc.
 En Teknon de Barcelona, el grupo de Lluís
Orozco (traumatología) y que tienen un estudio
multicéntrico con el Hospital Clínico referente al
tema MSC alogénicas y artrosis y con centros de
Valladolid para producción celular…
JAL-CBMSO-UAM-CSIC
JAL-CBMSO-UAM-CSIC
otras opciones biotecnológicas…

Clonación y transgénesis de
animales

Granjas farmacéuticas con
cabras, ovejas, vacas o
cerdos…
JAL-CBMSO-UAM-CSIC
Algunos de los mamíferos clonados hasta el
momento (oveja, vaca, ratón, cabra, cerdo, gato,
conejo, mula, caballo, rata, perro, lobo...)
JAL-CBMSO-UAM-CSIC
CLONACIÓN TERAPÉUTICA


Tejido histocompatible…
Abundante…

Compatible
génica…

Prohibida en casi todos los
países…

Permitida en España…
con
Terapia
JAL-CBMSO-UAM-CSIC
Pero aparecen nuevas opciones…
JAL-CBMSO-UAM-CSIC
induced Pluripotent Stem cells
Takahashi … Yamanaka (Kioto). Cell. 2007
SOX2, KLF4, OCT3/4 y C-MYC
Yu… Thomson (Wisconsin). Science. 2007
OCT4, SOX2, NANOG y LIN28
JAL-CBMSO-UAM-CSIC
HITO DEL 2010 POR SCIENCE:
L. Warren et al., "Highly Efficient Reprogramming to Pluripotency and Directed
Differentiation of Human Cells with Synthetic Modified mRNA," Cell Stem Cell 7, 618 (2010).
Las células pueden
transdiferenciarse sin pasar
por el estado Pluripotente.
Insertando RNA sintético
que codifique un gen clave
de músculo, por ejemplo,
los fibroblastos o iPS
podían transdiferenciarse a
célula muscular…
RiPSCs (RNA-iPS
cells)
JAL-CBMSO-UAM-CSIC
Células de piel reprogramadas mantenían zonas de epigenética
iguales a las de su origen epitelial, diferentes de las pluripotentes en
las que se habían convertido
Febrero 2011
JAL-CBMSO-UAM-CSIC
“Vale más actuar a
riesgo de arrepentirse
que arrepentirse de no
haber actuado”…
Giovanni Boccaccio. Escritor italiano
(1313-1375)
JAL-CBMSO-UAM-CSIC
Lo que suscitan…
JAL-CBMSO-UAM-CSIC
“La preocupación con la que la sociedad
esté viendo una aplicación científica
puede acabar necesitando el
posicionamiento de los poderes públicos
y, por tanto, acabar convirtiéndose en
una cuestión política”
Dr. Pere Puigdomènech
JAL-CBMSO-UAM-CSIC
Aspectos éticos y legales

Ley de Técnicas de Reproducción Asistida

Investigación con embriones
sobrantes (más de 5 años)…

Inglaterra permisiva. Alemania restrictiva…

La iglesia, en contra…

El Comité ético-científico a favor…
JAL-CBMSO-UAM-CSIC
congelados
Aspectos éticos y legales
 2006. Aprobación en el Congreso de la ley de
reproducción asistida (Ley 14/2006 26 de mayo de 2006).

Regulación de la donación de embriones…
 2006-07. Nueva ley de investigación en
biomedicina que regula el empleo de embriones
en ciencia y la Clonación Terapéutica.
JAL-CBMSO-UAM-CSIC
Aspectos éticos y legales
 2006. Aprobación en el Congreso de la nueva
ley de reproducción asistida (Ley 14/2006 26 de mayo de 2006).


Naturaleza del preembrión: “embrión in vitro
constituido por el grupo de células resultantes de
la división progresiva del ovocito desde que es
fecundado hasta 14 días más tarde”.
El término “individuo” o “humano” no consta en la
mayoría de las legislaciones internacionales
JAL-CBMSO-UAM-CSIC
Aspectos éticos y legales
 2006. Aprobación en el Congreso de la nueva
ley de reproducción asistida (Ley 14/2006 26 de mayo de 2006).




Clonación reproductiva: Claramente prohibida
en todos los países en donde existe legislación al
respecto.
Fecundación
con
fines
PROHIBIDA. Entonces…
experimentales:
Con la Ley de Biociencia, la transferencia nuclear
¿no la conculca?
¡No!, puesto que NO HAY FECUNDACIÓN.
JAL-CBMSO-UAM-CSIC
Aspectos éticos y legales
 2006. Aprobación en el Congreso de la nueva
ley de reproducción asistida (Ley 14/2006 26 de mayo de 2006).


Diagnóstico preimplatacional: tras estudio
pormenorizado de cada caso, “la selección de
embriones libres de enfermedades hereditarias
graves y no susceptibles de tratamiento curativo
posnatal”.
La actual ley permitirá la selección de
histocompatibilidad para tratar enfermedades de
terceros. Comisión Nacional de Reproducción
Humana Asistida.
JAL-CBMSO-UAM-CSIC
17/03/2011
BRCA1
JAL-CBMSO-UAM-CSIC
Aspectos éticos y legales
 2006. Aprobación en el Congreso de la nueva
ley de reproducción asistida (Ley 14/2006 26 de mayo de 2006).



El 4º supuesto del artículo 11.4: El Artículo 11, en su
punto 4, habla de los diferentes destinos posibles que
podrán darse a los preembriones crioconservados.
Las tres primeras opciones ofrecen la posibilidad de
mantener los embriones para una futura utilización de la
misma donante, cederlos a otras parejas o donarlos a la
ciencia.
4ª opción la ley propone simplemente “cesar
la conservación de los preembriones sin otra
utilización”, esto es, dejarlos morir.
JAL-CBMSO-UAM-CSIC
CORAZÓN DE LA POLÉMICA
“La obtención de las células AS puede
realizarse, fundamentalmente, aislándolas
del tejido apropiado de un ser humano
adulto, incluso fallecido, mientras que para
la obtención de las células ES se requiere
destruir un blastocisto”
SEBBM 134. 2002
JAL-CBMSO-UAM-CSIC
Y mientras tanto…
El doctor Woo Suk
Hwang y su equipo
de la Universidad de
Seúl publicaron, en
Science, la clonación
de embriones
humanos. 2004
FRAUDE
JAL-CBMSO-UAM-CSIC
Preguntas para la reflexión…

¿A partir de cuándo un ser humano es un
ser humano?

¿Es lícito crear embriones a partir de
seres adultos con fines terapéuticos?

¿Se deben considerar los criterios de la
iglesia en estas cuestiones?

¿Investigación
sobrantes?
con
sólo
JAL-CBMSO-UAM-CSIC
embriones
¿Permanecerán, las iPS, por mucho tiempo,
libres de reticencias… filósofo-religiosas?
Michael J. Boland, Jennifer L. Hazen, Kristopher L.
Nazor, Alberto R. Rodriguez, Wesley Gifford, Greg
Martin, Sergey Kupriyanov & Kristin K. Baldwin. 2009.
Adult mice generated from induced pluripotent stem
cells. Nature.
JAL-CBMSO-UAM-CSIC
“La Ciencia es imparable,
a pesar de la religión”…
Severo Ochoa.
Premio Nobel.
C. Toral
Óleo/Lienzo
JAL-CBMSO-UAM-CSIC
Otros tipos de células madre…

Fetales, de abortos naturales. Menos
pluripotentes que las ES…

De cordón umbilical…

Germinales embrionarias. Línea de
producción de espermatozoides y
óvulos…
JAL-CBMSO-UAM-CSIC
JAL-CBMSO-UAM-CSIC
¿Bancos públicos o… privados?
JAL-CBMSO-UAM-CSIC
¿Por qué usar células de sangre de
cordón umbilical (SCU)?
 El trasplante con células madre del
Cordón Umbilical es hoy en día un
tratamiento
en
más
de
40
enfermedades
graves
(leucemias,
linfomas, neuroblasmas, talasemia,
etc).
 Si no se han conservado las células
madre
del
cordón
umbilical
es
necesario
encontrar
donante
compatible y esto puede ser tan difícil
que un 50% de las personas que
buscan no lo encuentran.
 Pero la SCU también sirve para los
familiares y de hecho, las posibilidades
de éxito en trasplantes utilizando
células de hermanos es del 63% frente
a un 29% utilizando células de otras
personas.
JAL-CBMSO-UAM-CSIC
 Además de los tratamientos que se
realizan hoy en día con la SCU, existen
más de 500 líneas de investigación
que abren nuevas posibilidades.
 Hasta 100 ml (de media) de sangre
por cordón.
Bajo riesgo de
contra huésped.
injerto
JAL-CBMSO-UAM-CSIC
 El proceso dura unos 10 minutos tras el parto…
 Indoloro, sin anestesia, sin peligro…
 Tras separar el neonato, se inserta una aguja en el cordón para sacar la
sangre que se deposita en una bolsa y se congela…
JAL-CBMSO-UAM-CSIC
 Si se ha seleccionado el embrión, la SCU podría utilizarse para salvar a un
hermano mayor enfermo…
 Las células más apreciadas son las CD34+ (precursoras hematopoyéticas).
 La dosis óptima (para el transplante) es sobre 20 millones de cells
nucleadas por kilogramo de peso corporal.
 Como media, un cordón contiene unos mil millones de células nucleadas…
JAL-CBMSO-UAM-CSIC
¿Que limitaciones tiene?

Las enfermedades que requieren hoy día un transplante de cordón
umbilical son raras…

La Ley solo permite utilizar las células conservadas mientras estas
sean viables (según la fuente consultada de 15 años hasta
indefinidamente)...

Hoy por hoy difícilmente hay células suficientes de un único donante,
incluso para él mismo… Aunque se está mejorando el rendimiento…

Hoy por hoy, se sigue avanzando más en células madre adultas…

No hay espacio público suficiente (¿Y necesidad?) para todos los
cordones de los nacidos anualmente…

La ley española permite utilizar SCU de bancos privados (2000
euros la conservación) para terceras personas… (al contrario
que otras leyes europeas o americanas..)
JAL-CBMSO-UAM-CSIC
Meduloblastoma en el cerebro
Alba Ramírez
JAL-CBMSO-UAM-CSIC
07/03/2011
JAL-CBMSO-UAM-CSIC
BREAKTHROUGH
OF THE YEAR
2012
JAL-CBMSO-UAM-CSIC
Conclusión…
JAL-CBMSO-UAM-CSIC
 Las
Células madre forman
parte de un futuro terapéutico
cada vez más cercano, pero…
Todavía queda mucho
por controlar…
JAL-CBMSO-UAM-CSIC
iPS
AS
SCU
JAL-CBMSO-UAM-CSIC
ES
CT
y sin embargo se mueve…
Galileo Galilei 22 junio 1633 ante el Santo Oficio
JAL-CBMSO-UAM-CSIC
Líneas celulares: Oli-neu
Sin diferenciar
Diferenciadas 7 días
Agradecimientos
José Antonio López
Raquel Bello-Morales
Antonio Jesús Crespillo
Beatriz García
Luis Ángel Dorado
Adelaida Etxaniz -2011David García -2009Marta Pérez -2009Adriana Cárdenas -2008COLABORACIONES
Enrique Tabarés –UAMAntonio Alcamí –CBMSOCovadonga Alonso –INIAAlberto Fraile –UCMFernando de Castro –H. Parapléjicos ToledoClaude Krummenacher -U. Pennsylvania-
www.uam.es/ja.lopez
2003. Ed. Hélice
JAL-CBMSO-UAM-CSIC
2002. Ed. Sirius
2004. Ed. Hélice
2006. Ed. Hélice
JAL-CBMSO-UAM-CSIC
2008. Ed. Sirius. 2ª Edición
JAL-CBMSO-UAM-CSIC
2009. UCCUAM
2009. RANF
2012. TURPIAL
www.uam.es/ja.lopez
JAL-CBMSO-UAM-CSIC