Las células troncales, más conocidas como células madre, son una de las grandes promesas de la medicina del siglo XXI. A menudo escuchamos tratamientos innovadores e investigaciones realmente punteras sobre este apasionante mundo de la biología celular.
Pero, ¿qué son en realidad las células madre? ¿Se utilizan a día de hoy en la práctica clínica? Hoy repasamos la historia de esta eterna promesa y las aplicaciones médicas que se están investigando.
Por último, haremos también una breve reseña de los últimos experimentos que hemos conocido esta semana, en los que las células madre cobran un especial protagonismo.
¿Qué son las células madre?
El eminente investigador alemán Ernst Haeckel fue el primero en utilizar el término 'Stammzelle' en 1868, cuando se refería a un organismo primitivo unicelular, a partir del cual derivarían el resto de seres vivos, mucho más complejos y con múltiples células (por eso se conocen como pluricelulares). No sería hasta finales del siglo XIX, sin embargo, cuando el concepto de células madre (derivadas de 'stem cells') se empezó a usar de manera rutinaria.
Tendrían que pasar sesenta años más hasta que se vieron las primeras evidencias de la existencia de células madre. Gracias al trabajo de los canadienses James Till y Ernest McCulloch, quienes demostraron la presencia de células madre hematopoyéticas, se pudo confirmar todas las hipótesis anteriores. Cincuenta años más tarde, se introduciría la conocida teoría de las células madre del cáncer, de gran importancia en medicina, como veremos.
Podríamos entonces definir las células madre como "aquellas que dan origen a células más especializadas, que forman parte de los tejidos del cuerpo". La gran ventaja que presentan es que pueden multiplicarse de manera indefinida, algo que se conoce como autorrenovación. Imagínense que quisiéramos producir células del corazón para regenerar el miocardio de una persona afectada. Gracias a las células madre, podríamos hacerlo.
Una vez que sabemos qué son, tenemos que diferenciar muy bien qué tipos de células hay. Por un lado, existen aquellas conocidas como totipotentes, que son capaces de transformarse en cualquiera de los tejidos de un organismo. Son aquellas que se encuentran en las primeras fases del desarrollo embrionario, y pueden dar lugar a un organismo completo. Por otro lado, tenemos las células pluripotentes, que pueden dar lugar a la mayor parte de tejidos de un organismo, pero no a un individuo completo. Por último, las células multipotentes solo pueden dar lugar a otras células "cercanas".
Como vemos, cada vez que las células se van especializando más y más (o lo que es lo mismo, diferenciándose), pierden capacidad para dar lugar a otros tejidos o a la regeneración de organismos completos. En otras palabras, estamos ante una especie de "camino de no retorno", en el que las células una vez diferenciadas, no podrían volver atrás. El problema principal residía en que para obtener las células madre de mayor interés, que eran precisamente las de origen embrionario, se requería destruir embriones humanos, por lo que se daban evidentes conflictos morales y éticos.
Sin embargo, un descubrimiento en 2006 por parte del grupo de investigación del Dr. Shinya Yamanaka, permitió ver cómo células totalmente especializadas podrían volver al estado de células pluripotentes, en caso de que consiguieran expresar determinados genes clave. Este hito fue galardonado con el Premio Nobel de Medicina en 2012, y supuso un paso importante en la medicina regenerativa.
¿Qué aplicaciones tienen las células madre?
Las células madre de cordón umbilical ya son una realidad en la práctica clínica, para la realización de trasplantes en enfermedades como la anemia de Fanconi. Se utilizan en regeneración cardíaca y vascular, ya que podemos inducir que células madre se diferencian en células de tejido cardíaco o en los "ladrillos" que forman parte de nuestros vasos sanguíneos.
De este modo, en 2008 conocíamos un vídeo espectacular, donde científicos canadienses habían conseguido que células madre embrionarias dieran lugar a células musculares, que conseguían reproducir el latido de un corazón:
En el tratamiento del cáncer, las células madre también juegan un papel importante. En estos casos, lo que se realizan son aplicaciones de la quimioterapia y la radioterapia, para así tratar de eliminar de forma completa las células tumorales. A continuación, se administran células madre para que sustituyan a las anteriores, a modo de "injerto". Este tipo de tratamientos se realiza en enfermedades como las leucemias, el mieloma múltiple y algunos linfomas.
Un inconveniente que hemos mencionado antes es la existencia de las conocidas como células madre del cáncer. A menudo, se observa cómo pacientes que en principio han respondido bien a tratamientos antitumorales, tiempo después sufren la reaparición del cáncer. ¿Por qué ocurre esto? La culpa podría estar en células madre tumorales, que resisten los tratamientos médicos, y son capaces de especializarse... aunque lamentablemente en células cancerosas, para desgracia de los enfermos afectados. Controlar este tipo de células es clave para ver cómo podemos crear nuevas terapias contra el cáncer.
Por último, hablaremos de dos aplicaciones muy novedosas que han aparecido en los últimos días, relacionadas con el cerebro. En primer lugar, esta semana científicos de la Universidad de Wisconsin-Madison publicaban un trabajo en Nature Biotechnology, donde comentaban el trasplante de células madre en el hipocampo cerebral dañado de ratones, de forma que eran capaces de "curar" esta lesión.
Dichos resultados fueron conseguidos tras dañar de manera deliberada esa parte del cerebro, responsable de la memoria y el aprendizaje. De esta manera los roedores eran incapaces (antes del trasplante de "reconocer" el camino que debían seguir en el experimento diseñado por los investigadores. Posteriormente, los científicos cultivaron células madre que se diferenciaron en neuronas, y luego se trasplantaron en la región cerebral dañada de los ratones.
Gracias a esta investigación, lograron que los ratones recuperaran la memoria. Estos resultados, aunque fueron realmente prometedores, no dejan de ser una buena esperanza en medicina. La cepa de ratones usada estaba modificada genéticamente para que los animales no pudieran rechazar el trasplante. Por otra, todavía nos queda mucho por saber sobre las afecciones neurológicas que conllevan problemas de memoria y aprendizaje (cosa que todavía no sabemos a ciencia cierta en las enfermedades neurodegenerativas). En este caso el trasplante de células madre pudo realizarse porque se conocía perfectamente qué zona había sido dañada. Por tanto, este tipo de resultados han de "cogerse con pinzas", como buenos estudios científicos, pero con el grado de optimismo justo.
El último trabajo que comentaremos, relacionado con la investigación de células madre, ha sido presentado hoy. En un descubrimiento fortuito, científicos del Instituto de Investigación Scripps de La Jolla (California) han conseguido convertir células madre de médula ósea directamente en células nerviosas. Los investigadores vieron como gracias al uso de un anticuerpo, podían activar un determinado receptor de las células de la médula ósea, haciendo que se especializaran en células nerviosas.
Realizar lo que se conoce como transdiferenciación "pulsando" únicamente un interruptor, en este caso, el receptor de membrana de las células de médula ósea, es sin duda un avance importante, aunque se haya descubierto por azar.
Un paso más en la investigación con células madre, que sigue abriendo nuevas puertas al desarrollo de la medicina aplicada. Sin embargo, como hemos comentado varias veces, es importante tomar los éxitos del trabajo con células madre con cautela, para no dar falsas esperanzas a los pacientes.
