II (n. 5) Células madre de la médula ósea.
La
sangre del cordón umbilical
Por Natalia
López Moratalla y Iranzu González de la Tajada
1. Células madre progenitoras de las células de la sangre
2. Células troncales de la sangre del cordón umbilical
3. Células madre mesenquimales
4. Células madre de la médula ósea
Bibliografía
1.
Células madre progenitoras de las células de la sangre
Las células madre de la sangre humana se han usado desde hace más de 40
años con fines terapéuticos. En efecto, el trasplante realizado con células
madre de médula ósea del propio paciente, o de médula ósea, sangre
periférica, o cordón umbilical, de un donador sano y compatible
inmunológicamente con el paciente, se ha utilizado en enfermedades
inmunológicas, fallos de la médula ósea y diversas enfermedades
hematológicas, incluidas las talasemias.
Hacia los años 50, dos grupos de investigadores (Jacobson L.O., et al.,1949;
Lorenz E., et al.,1951) indicaron la posibilidad de inyectar por vía
intravenosa las células de la medula ósea para restaurar las células
sanguíneas destruidas en animales letalmente irradiados. Mas tarde, otros
investigadores (Till J.E. y McCulloch E.A., 1961) señalaron que era posible
tal reconstrucción con las células madre hematopoyéticas. Cada colonia
deriva de un único precursor que da origen a todos los linajes
hematopoyéticos y tiene además capacidad de autorenovación. Inicialmente,
las células madre hematopoyéticas se caracterizaron por la expresión de
algunos de los antígenos marcadores de membrana, como el CD34. Recientemente
se ha descrito un nuevo tipo de células madre, similares a fibroblastos
primarios, y carentes de CD34, presentes en la médula ósea, la sangre
periférica y la del cordón umbilical, y que constituyen el componente
predominante de la población en reposo de las células madre hematopoyéticas
y del mesénquima (Huss R. 2000), de las que hablaremos después.
2. Células troncales de la sangre del cordón umbilical
Una de las fuentes más prometedoras de células pluripotenciales es la sangre
del cordón umbilical que puede extraerse en el momento del nacimiento sin
afectar al neonato ni a la madre; 4 millones de células precursoras pueden
obtenerse a partir de 200 ml de sangre del cordón (Harris D.T. et al. 1994)
que pueden usarse, incluso tras largo tiempo de crioconservación, en
transplantes (Broxmeyer H.E., et al., 1994; Gluckman E., et al., 1989), y
posiblemente en terapia génica.
Estas células ya se han aislado y purificado (Storms R.W., et al., 1999). La
sangre del cordón presenta menos problemas de compatibilidad ya que las
células madre presentes en ella difieren de las de la medula ósea y son más
tolerantes (Kline R.M., 2001). No sólo generan hematíes normales y
leucocitos (por lo que se pueden usar para ayudar a renovar los hematíes en
personas con anemia falciforme y para restablecer el sistema inmunitario de
niños nacidos con una inmunodeficiencia grave), sino también otras células
cerebrales de sostén como la microglía, por lo que se usan para aportar
enzimas que estén alterados hereditariamente en enfermedades, como el
síndrome de Hurler, en el que tal alteración enzimática conduce a una
degeneración neurológica. Ante las ventajas evidentes de los transplantes de
sangre del cordón umbilical numerosos hospitales e institutos clínicos han
establecido bancos donde la madre pueda depositar la sangre del cordón
umbilical del hijo.
En 1989 el grupo de investigadores de Hal E. Broxmeyer demostraron que esta
sangre tenía tantas células madre como la medula ósea; ese mismo año el
primero de ellos con Eliane Gluckman informaron de la curación obtenida de un
niño con anemia de Fanconi aprovechando sangre del cordón de una hermana (Gluckman,
E., et al.,1989). Desde entonces se ha usado la sangre depositada en los
bancos para tratar a personas no emparentadas (citado en Kline R.M., 2001;
cfr. la revisión Mayani H. y Lannsdorp P.M., 1998). Recientemente se ha
descrito que estas células pueden reparar lesiones cerebrales (Zigova T., et
al., 2001).
3. Células madre mesenquimales
Las células progenitoras CD34– han podido aislarse de la medula ósea y de
la sangre periférica y datos preliminares muestran que pueden obtenerse de
forma muy eficiente de la sangre del cordón umbilical (Huss R., et al.,
1997). Está claro que las células madre de las que derivan las de la sangre
(hematopoyéticas) CD34– en reposo junto a otras con morfología similar a
fibroblastos, sirven de rodeamiento celular, proveen de los factores de
crecimiento necesarios y permiten el contacto célula a célula equilibrando
el delicado balance de la diferenciación y proliferación de la progenie
hematopoyética (Huss R. 1998).
Hay datos crecientes de que las células madre del mesénquima reconstituyen
la médula ósea y liberan las células progenitoras a la circulación (Sandmaier
B.M., et al., 1998); así las células madre del mesénquima son precursoras
de otras células del mesénquima en órganos (Pittinger M.F., et al.,1999).
Un primer ensayo clínico se ha efectuado usando las células madre del
mesénquima derivadas de la médula ósea para el tratamiento de niños con
una formación de huesos imperfecta (Horwitz E.M., et al., 1999). Las células
CD34– mesenquimales son también capaces de generar las específicas de
otros tejidos (Makino S., et al. 1999). Se ha sugerido su potencial
neoangiogenico (Ziegler B.L. et al., 1999) y para un amplio espectro de
tratamientos de Terapia Génica (Reiser J., et al., 1996; Bianco P., 2001).
Las células madre del estroma de la médula ósea están implicadas en la
formación del hueso (Ascenzi A. 1976) y pueden ser usadas en la
reconstrucción de miembros (Kadiyala S., et al., 1997; Bruder S.P., et
al.,1998; Gazit D., et al.,1999; Krebsbach P.H., et al., 1998).
4. Células madre de la médula ósea
La médula ósea no sólo retiene a lo largo de la vida la capacidad de
regenerar las células troncales progenitoras sino que da lugar a las células
de la sangre, de hueso y de cartílago. Como ya se comentó, los primeros
experimentos de diferenciación de células troncales de la médula ósea se
realizaron, cuando el equipo de Eglitis, y el de Kopen, consiguieron obtener
células nerviosas. También se han obtenido, a partir células de la médula
ósea, células musculares (Ferrari G. et al., 1998), hepáticas (Petersen B.E.
et al.,1999), y de endotelio vascular (Gao Z., 2001). Los neurocientíficos
continúan buscando alternativas a las neuronas (Brazelton T.R., et al., 2000)
procedentes de células madre embrionarias o inmaduras fetales como fuente
alternativa para la regeneración de zonas dañadas del cerebro. Las células
madre de la médula ósea son realmente accesibles y pueden obtenerse del
propio enfermo, sin problema de rechazo.
Tradicionalmente el transplante de células madre de la médula ósea (CD34+)
se realizó por infusión de una mezcla de las diferentes células (Thomas E.D.,
et al.,1975; Deeg H.J., et al., 1988). Un avance fue seleccionar y eliminar,
mediante anticuerpos monoclonales, células no deseadas, como los linfocitos B
para transplantes autológos a pacientes con linfomas non-Hodgkin o mieloma
múltiple (Anderson K.C., et al., 1991). Otra fuente de células troncales es
la sangre periférica y la del cordón umbilical desde donde pueden obtenerse
(Bender J.G., et al., 1994), creciéndolas in vitro antes de reinyectarlas al
paciente sometido a radio o quimioterapias intensivas (Campos L., et al.,
1993; Siena S., et al. 1989).
Este tipo de células también se desarrollan en el hígado fetal y por ello
se pueden tratar niños con inmunodeficiencias congénitas (Touraine J.L.,1980)
suministrándoles estas células. La diferenciación de un célula madre
pluripotente a una línea celular madura de la sangre responde a una variedad
de factores de crecimiento (Müller-Sieburg C.E., et al., 1988); y la
expansión de progenitores hematopoyéticos se usa también para suplementar
los transplantes autólogos (Brugger W., et al., 1993).
Diversos experimentos demuestran la posibilidad de reprogramar células madre
de tejidos adultos, que pueden inyectarse en distintos órganos, como
corazón, músculos, hígado, pulmón o intestino, transformándose in situ en
células de esos tejidos. Así se ha comprobado (Alison M.R., et al., 2000;
Alison M.R., et al., 1998) que células madre de médula ósea no sólo se
pueden transformar en células hepáticas, sino que en experimentos realizadas
en ratones (Pedersen R.A., 1999) estas células madre pueden transformarse en
células hepáticas, que en principio podrían ser útiles para tratamiento de
enfermedades hepáticas degenerativas.
Se ha demostrado que las células troncales de la medula ósea de adulto
pueden inyectarse en sangre y de allí migran al cerebro, se incorporan al
tejido cerebral diferenciándose y se diferencian a neuronas con expresión de
proteínas propias de estas células; esta enorme plasticidad supone un
potencial de aplicaciones clínicas como fuente alternativa de neuronas para
pacientes con enfermedad neurodegenerativa del sistema nervioso ( Mezey E., et
al., 2000). Y Paul Sanberg presentó en febrero de 2000, en la Reunión Anual
de la Asociación Americana para el Avance de las Ciencias experimentos que
demuestran que es posible regenerar tejido nervioso deteriorado por un ictus
cuando células de cordón umbilical se inyectan en la sangre de los animales
lesionados (Zigova T., et al., 2001).
También se ha conseguido regenerar células cardiacas en el miocardio
lesionado de ratones trasplantándoles células madre de médula ósea (Clarke,
D.L., et al., 2000). Inyectadas directamente al corazón, o sencillamente a la
circulación, no sólo se convierten en músculo cardiaco sino que se integran
lentamente y llegan a ser indistinguibles y funcionales. La figura (modificada
de www.nih.gov/news/stemcell/scireport.htm), muestra la regeneración en
ratón de la lesión dejada por un infarto provocado, mediante la inyección,
bien al corazón o a la circulación sanguínea, de células madre de la
médula ósea:
http://www.arvo.net/_imag_cienciafe/FigIII.5.htm
En resumen, la disyuntiva presentada a los investigadores, a las empresas y
gobiernos, acerca de promover o por el contrario rechazar el uso y
manipulación de embriones o de fetos humanos para obtener células madre
pluripotentes puede ser bien resuelta acudiendo a las células madre de la
sangre del cordón umbilical y a las multipotenciales de la médula ósea. La
capacidad de crecimiento y la capacidad de diferenciarse a múltiples tipos de
las primeras las hace muy difícilmente controlables para sustituir a las
células dañadas o perdidas de un tejido concreto.
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Natalia López Moratalla. Catedrática de Bioquímica y Biología Molecular.
Iranzu González de la Tajada, Licenciada en Biología
Gentileza
de http://www.arvo.net/
para la BIBLIOTECA CATÓLICA DIGITAL