CLULAS MADRE De la polmica a la esperanza

CÉLULAS MADRE De la polémica a la esperanza JAL-CBMSO-UAM-CSIC

Algunas preguntas… Ø ¿Qué son las células madre? Ø ¿Por qué tanta polémica? Ø ¿Por qué tanta reticencia por parte de los gobiernos a dar luz verde a su utilización? Ø ¿Cuántos tipos hay? Ø ¿Para qué sirven? Ø ¿Qué potencial terapéutico tienen? JAL-CBMSO-UAM-CSIC

Algunos acrónimos utilizados… Ø Células ES: Embryonic Stem cells (células madre de origen embrionario) Ø Células AS: Adult Stem cells (células madre procedentes de tejido adulto) Ø Células HS: Hematopoyetic Stem cells (células madre procedentes de la médula ósea) Ø FIV: Fecundación in. JAL-CBMSO-UAM-CSIC vitro

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

El término “Célula Madre” es incorrecto… Ø El término inglés es “Stem cells” (CÉLULAS TRONCO) Ø Células Troncales o Tronco. En cualquier caso… Ø Nos referimos a CÉLULAS PLURIPOTENTES Ø Ha trascendido socialmente el término Célula Madre y a ellas nos referiremos… JAL-CBMSO-UAM-CSIC

Aspectos éticos y legales Ø Aprobada la nueva ley de Técnicas de Reproducción Asistida (Octubre 2003) Ø Se permite la investigación con embriones congelados sobrantes… Ø En Europa se intenta unificar criterios… Ø Inglaterra, la más permisiva. Alemania, la más restrictiva… Ø La iglesia, en contra… Ø El Comité ético-científico internacional, a favor… JAL-CBMSO-UAM-CSIC

“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” JAL-CBMSO-UAM-CSIC SEBBM 134. 2002

Preguntas para la reflexión… Ø ¿A partir de cuándo un ser humano es un ser humano? Ø ¿Sería lícito crear embriones a partir de seres adultos con fines terapéuticos? Ø ¿Se deben considerar los criterios de la iglesia en estas cuestiones? Ø ¿Hay que restringir la investigación con células embrionarias sólo a embriones sobrantes actualmente almacenados? JAL-CBMSO-UAM-CSIC

En cualquier caso, es cierto que… Ø El potencial terapéutico de las células AS es mucho menor que el de las células ES… Ø Ninguna posibilidad está cerrada… Ø La Clonación terapéutica, prohibida por ley, permitiría tener una fuente histocompatible prácticamente ilimitada de tejido para trasplante… Ø Las células ES nunca podrán originar un ser vivo completo… JAL-CBMSO-UAM-CSIC

En la actualidad… Ø Se rechaza la creación de embriones humanos con otro fin que no sea el reproductivo… Ø En investigación se utilizarán únicamente embriones sobrantes de clínicas FIV… Ø Se regula la cantidad de óvulos a implantar en estas clínicas FIV con la finalidad de evitar, en lo posible, futuros embriones sobrantes… JAL-CBMSO-UAM-CSIC

Su naturaleza… JAL-CBMSO-UAM-CSIC

¿Qué son las células madre? Ø Son un grupo celular que se distingue por 3 características: l Pueden dividirse dando nuevas copias de sí mismas… l Pueden diferenciarse en otros tipos celulares… l Pueden acabar colonizando y originando nuevos tejidos… JAL-CBMSO-UAM-CSIC

Aplicaciones clínicas de las células madre Ø Terapia celular: Ø Clonación terapéutica: Ø Clonacióntransgenización: JAL-CBMSO-UAM-CSIC

Función de las células… ØES: l l Células pluripotenciales procedentes de la Masa Celular Interna de la blástula. Formará el embrión… Capacidad de diferenciarse cualquier tipo de tejido… a prácticamente No pueden dar lugar, por sí solas, a un recién nacido. Se necesitan los tejidos extraembriónicos para el proceso de gestación… En la práctica, se obtienen de embriones sobrantes de clínicas de FIV y con más de 5 años de congelación… JAL-CBMSO-UAM-CSIC

Función de las células… Ø AS: l Presentes en muchos tejidos adultos… l Implicadas en regeneración de tejido dañado… l l Tienen gran plasticidad (capacidad de producir tejidos de distinto linaje), pero… No son pluripotentes, sino MULTIPOTENTES… JAL-CBMSO-UAM-CSIC

Otros tipos de células madre… Ø Células madre fetales, menos pluripotentes que las células ES… Ø Células de cordón nacimiento… umbilical, Ø Células tras el germinales embrionarias, procedentes de la línea de producción de espermatozoides y óvulos… JAL-CBMSO-UAM-CSIC

OBTENCIÓN DE CÉLULAS MADRE Ø Hacia la semana del desarrollo embrionario se forma la blástula, de cuya MCI se pueden obtener las células ES… Ø Una célula ES es capaz de originar más de 200 tipos celulares diferentes… JAL-CBMSO-UAM-CSIC

DIFERENCIACIÓN DE CÉLULAS ES Ø Método iniciado por Evans y Kaufman en 1980… Ø Las células ES se obtienen de la MCI del blastocisto… Ø se mantienen inhibitorios… con distintos JAL-CBMSO-UAM-CSIC factores

Algunos de los tejidos obtenidos a partir de células ES: Ø Endotelial y hematopoyético: Se seleccionan por la presencia del receptor 2 del factor de crecimiento vascular-endotelial. Ø Osteoclastos Ø Adipocitos Ø Muscular: Los EBs obtenidos con el método de “gota colgante” se pasa a cultivo con una base de tejido gelatinoso. Ø Neuronal: Mediante un medio denominado “medio basal para células madre neuroepiteliales”. Ø Epidérmico: Se busca la Queratina como marcador. JAL-CBMSO-UAM-CSIC

Algunos de los tejidos obtenidos a partir de células fetales: Ø Alternativa a las células embrionarias. Se obtiene de fetos abortados de forma natural. Ø Son células con menos potencialidad que las ES, pero están dando resultados muy esperanzadores… Ø En algunos casos se utiliza un oncogén (v-myc) para inmortalizarlas en cultivo. Ø Pueden derivarse hacia fibroblastos, neuronales, epiteliales o musculares… JAL-CBMSO-UAM-CSIC células

Algunos de los tejidos obtenidos a partir de otras células madre: Ø Ø Ø Del cordón umbilical se pueden obtener células hematopoyéticas que se pueden utilizar para trasplantes autólogos… Células AS mantienen la viabilidad de los tejidos sometidos a un esfuerzo constante (piel, sangre…). Estas células pueden diferenciarse hacia tejido óseo, cardíaco, neuronal… Dentro de las células AS, las denominadas HS son las más prometedoras… JAL-CBMSO-UAM-CSIC

Diferenciación de células HS JAL-CBMSO-UAM-CSIC

Las células AS son el gran presente. No generan ningún recelo ético-legal y están proporcionando grandes logros. Sin embargo tienen menos potencial que las ES y, además… JAL-CBMSO-UAM-CSIC

Incógnitas sobre las células AS: Ø ¿Cuántos tipos existen? Ø ¿En qué tejidos se encuentran? Ø ¿Cuáles son las fuentes principales? Ø ¿Qué señales regulan su proliferación y diferenciación? Ø ¿Existirá algún tipo capaz de generar por sí sola cualquier órgano o tejido? JAL-CBMSO-UAM-CSIC

Sus aplicaciones… JAL-CBMSO-UAM-CSIC

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Terapias basadas en células madre Ø Se pretende conseguir: l l l l Proliferación extensa de las células elegidas Dirigirlas hacia el tejido necesitado Inserción en el tejido dañado Supervivencia del inserto Integración con el tejido circundante Conseguir el correcto funcionamiento Impedir daño en el tejido receptor Impedir la transformación celular JAL-CBMSO-UAM-CSIC

Terapias celulares con células ES l l Diferenciación a células betapancreáticas productoras de insulina e implantación en ratones adultos. Diferenciación hacia líneas neuronales productoras de dopamina o serotonina, o para reparar lesiones medulares en modelos animales. l Diferenciación hacia líneas epiteliales y creación de piel… l Producción de células ciliadas del oído interno… JAL-CBMSO-UAM-CSIC

Variaciones a la terapia celular Ø Clonación terapéutica: De una célula adulta se obtiene el núcleo y se funde con un óvulo enucleado. Se forma un embrión y de aquí, células ES histocompatibles con el donante… PROHIBIDA POR LEY EN HUMANOS… Ø Terapia celular y manipulación genética: Modificar el ADN de las células ES antes de la diferenciación para corregir errores genéticos… JAL-CBMSO-UAM-CSIC

Clonación terapéutica JAL-CBMSO-UAM-CSIC

Terapias basadas en células distintas a las ES Ø Diferenciación de células HS a tejido cardíaco en humanos. Varias intervenciones realizadas en España… Ø Células madre de médula ósea, tanto HS, mesenquimales, así como del bulbo olfatorio están siendo investigadas para terapias… Ø Células madre obtenidas en un diente de leche capaz de diferenciarse a tejido neuronal, óseo o dental… (Dr. S. Shi. EEUU) Ø Con trozos de coral como estructura base, se intenta obtener tejidos tridimensionales… JAL-CBMSO-UAM-CSIC

Terapias basadas en células distintas a las ES Ø AS del mesencéfalo capaces de producir dopamina para tratar ratas parkinsonianas… Ø AS de páncreas y generación de islotes de Langerhans productoras de insulina… Ø HS diferenciadas a células epiteliales de intestinos, piel o pulmón (ratón)… Ø AS neuronales han curado ratones con Esclerosis Múltiple… JAL-CBMSO-UAM-CSIC

Y además… Ø Estudios recientes revelan que algunas células madre podrían curar por fusión celular en vez de por diferenciación propia (Manuel Álvarez Dolado y cols. 2003. Nature) Ø Varios grupos han publicado recientemente la obtención de óvulos y espermatozoides a partir de células madre embrionarias… Problemas de infertilidad masculina podrían tener solución… entre otras ventajas… JAL-CBMSO-UAM-CSIC

Otras opciones biotecnológicas con células madre… Clonación y transgénesis de animales Ø Granjas farmacéuticas con cabras, ovejas, vacas o cerdos… JAL-CBMSO-UAM-CSIC

Conclusiones… JAL-CBMSO-UAM-CSIC

Ø Las células madre pueden diferenciarse a distintos linajes celulares… Ø ES tienen más potencialidad o plasticidad… Ø Todavía queda mucho por controlar… Ø Posible tumoración de implantes con células madre… JAL-CBMSO-UAM-CSIC

y sin embargo se mueve… Galileo Galilei 22 junio 1633 ante el Santo Oficio JAL-CBMSO-UAM-CSIC

2003. Ed. Hélice JAL-CBMSO-UAM-CSIC 2002. Ed. Sirius