II (n. 6) Células pluripotentes embrionarias.
Natalia
López Moratalla y Iranzu González de la Tajada
1. El contexto histórico
2. Características de las células embrionarias
3. Potencial terapéutico de las células madre embrionarias
Bibliografía
1.
El contexto histórico
Diversos trabajos se han dirigido hacia la diferenciación de células madre
embrionarias pluripotentes humanas, aisladas de la masa celular interna del
embrión en los primeros días de desarrollo (blastocisto), que se han
diferenciado in vitro hacia una amplia variedad de tipos celulares (Thomson,
J.A., et al., 1998; Shamblott M.J., et al. 1998; Nagy A., et al., 1993). Estas
células muestran, en condiciones de cultivo adecuadas, una ilimitada
capacidad de multiplicarse y al mismo tiempo que mantienen la capacidad de dar
diferenciación original. En 1998, James Thomson y su equipo describieron un
método para el mantenimiento in vitro de células madre embrionarias
derivadas de la masa celular interna de blastocistos humanos producidos
mediante fecundación in vitro, donados para investigación por las clínicas
de reproducción asistida. Al mismo tiempo, otro grupo, dirigido por John
Gearhart, publicó experimentos similares, con la derivación de células
embrionarias germinales, obtenidas de gónadas y tejido mesenquimático de
fetos abortados de 5 a 9 semanas.
Ambos grupos desarrollaron su investigación gracias a experimentos previos
que se remontan al siglo XIX; en efecto ya en 1878, se publica el primer
intento de fertilización de óvulos de mamíferos fuera del organismo y en
1959, el primer artículo de ratones producidos mediante fecundación in vitro
en los Estados Unidos. En 1968, se consigue la primera fecundación de óvulos
humanos en el laboratorio y, en 1978, nace en el Reino Unido, Louise Brown, el
primer bebé producido mediante fecundación in vitro. En los años 80 se
establecen las primeras condiciones de cultivo para células madre
embrionarias derivadas de la masa celular interna de blastocistos de ratones.
Y se desarrollan, a partir de una línea celular de teratocarcinoma
testicular, células pluripotentes, denominadas carcinoma embrionario, que
expuestas a ácido retinoico eran capaces de diferenciarse a células
similares a neuronas y otros tipos celulares.
En 1994 se generan blastocistos humanos, con fines reproductivos, en el
laboratorio y comienzan los trabajos encaminados a mantener, en cultivo, las
células de la masa interna. En los años siguientes se obtienen células
madres de primates, a partir la masa celular interna de blastocistos de mono
rhesus.
Como se muestra en la siguiente figura:
http://www.arvo.net/_imag_cienciafe/FigII.6.1.jpg,
las células aisladas de la masa celular interna de blastocistos humanos se
cultivaron en un estrato de fibroblastos de ratón irradiados, donde se
multiplican y confluyen hasta la formación de colonias llamadas "cuerpos
embrioides" (Itskovitz-Eldor, J., 2000) con las tres capas germinales.
Por cultivos repetidos de las células de las colonias obtenidas se consigue
una línea con capacidad de multiplicación indefinida que conserva las
características de células troncales durante meses y años.
2. Características de las células embrionarias
Las células humanas provenientes de la masa interna de blastocistos, aisladas
y cultivadas en el año 98, por Thomson y su equipo, presentan cariotipos
normales, se mantienen viables a lo largo de múltiples multiplicaciones.
Mantienen la telomerasa (Betts D.H. y King W.A. 1999) por lo que se replican
de forma indefinida y se diferencian reguladas por los factores del medio (Watt
F.M. y Hogan B.L., 2000).
Se han conseguido líneas celulares a partir de las del embrión temprano
(H9.1 y H9.2) que retienen las propiedades de estas incluida la capacidad de
proliferar, generar tumores teratomas in vivo, y diferenciarse a células que
derivan de las tres capas del embrión de las que se desarrollan todos los
tipos celulares (Amit M., et al., 2000).
Más aún, las células madre del embrión expresan en la membrana antígenos
característicos de los primeros estados del desarrollo embrionario, tales
como el SSEA-3 y SSEA-4 (Thomson J.A. y Marshall V.S., 1998), que mantienen
las interacciones especificas entre ellas, por lo que cuando se retiran de los
lechos biológicos en que crecen y se ponen en cultivo forman, entre los 7 y
14 días, embriones en estado de mórula y blastocisto y diferencian un
trofoblasto (Itskovitz-Eldor J., et al. 2000).
Estas características muestran lo que es obvio: esta “masa celular”
concreta, la del embrión de unos cinco días, no es sin más un conjunto de
células sino un embrión completo de pocos días. Tomar sus células de los
embriones “sobrantes de la fecundación in vitro” o producirlos
directamente para usarlos, es destruirlos.
figura:
http://www.arvo.net/_imag_cienciafe/FigII.6.2.jpg,
Esas células de la masa interna, incluso después de hacerlas multiplicarse
en el laboratorio son capaces de formar la capa celular que las recubre, el
trofoblasto. Por ello, querríamos llamar la atención hacia este hecho; en
las circunstancias de cultivo que se han mostrado en la primera figura, lo que
han llamado cuerpos embrioides, son realmente embriones “clónicos” del
embrión producido por fecundación in vitro, y usado como punto de partida.
En las condiciones de laboratorio estos cuerpos embrioides no tienen ninguna
posibilidad de desarrollarse y de hecho no se sabe, porque no se les ha dado
la oportunidad de anidar en el útero de una mujer, si son verdaderos
embriones tempranos capaces de dar un organismo completo. No haber comprobado
esta posibilidad con animales es otra muestra de que el interés por las
cotizadas células madre embrionarias humanas, pasa por encima de cualquier
reserva ética hacia la vida humana en sus inicios.
3. Potencial terapéutico de las células madre embrionarias
La potencialidad de las células madre del embrión parece muy amplia. Las
células madre del embrión se diferencian para dar una gran variedad de tipos
celulares: cardiomiocitos, progenitores hematopoyéticos, miocitos
esqueléticos (Doetschman T.C., et al., 1985), células musculares (Baker R.K.,
y Lyons G.E.,1996), adipocitos (Dani C., 1999), condriocitos (Poliard A., et
al., 1995) células endoteliales (Risau W., et al., 1988), melanocitos (Yamane
T., et al., 1999), neuronas y células de la glía (Brustle O., et al., 1999;
Bain G., et al., 1995) y por último células de los islotes beta
pancreáticos (Soria B., et al., 2000).
Ahora bien, insistimos, el uso terapéutico de células madre procedentes de
embriones de 5 días, en estado de blastocisto, supondrá siempre la
destrucción de estos embriones humanos. Por otra parte, las informaciones
divulgadas han llevado a concluir erróneamente que los científicos estaban a
punto de dominar la síntesis artificial de órganos para trasplantes, y con
ello el debate suscitado por la destrucción de embriones continúa
presentando, y urgiendo, esta investigación como el mejor método para curar
enfermedades que como la de Parkinson, Alzehimer, la diabetes o el infarto de
miocardio padecen un elevado número de personas.
Sin embargo, y además de los inconvenientes éticos, justamente por la
pluripotencialidad de las células madre embrionarias, están sin resolver las
técnicas que permitan dirigirlas en la dirección deseada para el transplante
terapéutico y también está por controlar su proliferación indeterminada (Shamblott
M.J., et al., 2001); de hecho, provocaron tumores en los experimentos
realizados en animales.
Más aún estas células provocan rechazo inmunológico por parte del
receptor, por provenir de un donante diferente genéticamente. Para eliminar
el rechazo no es del todo adecuado usar las terapias inmunosupresoras por el
peligro de no poder hacer frente a infecciones o combatir posibles tumores en
una situación de bajas defensas del organismo. Se trabajan diferentes vías (Kaufman
D.S., et al., 2000) como eliminar los antígenos MHC extraños, o
reemplazarlos (Grusby M.J. et al., 1993), o usar, como veremos después, la
clonación por transplante del núcleo de una células del paciente para
generar una línea de células madre del embrión clonado compatible
inmunológicamente con el paciente de cuya célula se tomó el material
genético nuclear (First N.L. y Thomson J., 1998).
Aunque en el mes de julio de 2001 un grupo de investigadores estadounidenses,
del Instituto Jones en el estado de Virginia, ha creado embriones humanos y
los ha destruido después de unos días para aislar las células madre
pluripotentes, lo habitual hasta entonces había sido usar para este fin los
embriones “sobrantes” de la fecundación in vitro. Veremos más adelante
porqué los embriones humanos procedentes de la fecundación de un óvulo
obtenido en un proceso de estimulación ovárica encaminada a una
multiovulación resultan alterados: menor capacidad de implantación en el
útero y malformaciones en diversos órganos.
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Natalia López Moratalla y Iranzu Gonzáles de la Tajada.
Gentileza
de http://www.arvo.net/
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