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Por Natalia López Moratalla
1. El contexto en que se inicia el desarrollo de la Medicina regenerativa.
La investigación en Medicina regenerativa, y de sus aplicaciones terapéuticas, busca conocer la capacidad de las células troncales, o células madre, de proliferar, diferenciarse y suplir aquellas células que se han destruido a causa de enfermedad o accidentes; busca también conocer la capacidad de estas células de aportar los factores necesarios para una nueva génesis celular in vivo.
Desde sus inicios esta área tiene planteada una problemática cargada de fuertes tensiones por el planteamiento de utilizar embriones humanos precoces, en principio sobrantes de las prácticas de la fecundación in vitro (FIV) o creados a ese fin, como fuente de células madre embrionarias. El hecho de que el hombre sea sujeto-objeto de esas investigaciones, y beneficiario de las aplicaciones terapéuticas, dan al trabajo científico una evidente responsabilidad ética. No se trata de frenar la búsqueda de conocimientos; se trata de que la forma de obtenerlos, y sus aplicaciones, no conlleven de partida destruir, mutilar o dañar vidas humanas.
Tampoco la fuente de células es un asunto de neutralidad de la ciencia, ya que necesariamente remite a la cuestión del valor en sí mismo de un ser humano en su fase previa a la implantación en el útero materno. Creencias, increencias, e ideologías, de un lado, conceden un valor bien absoluto, o bien relativo (aunque siempre alto) a una vida humana por objetivamente precaria que sea su situación. De otro, interés politico-ideológicos y económicos, y los medios de comunicación, presionan ilegítimamente en la ponderación que la ciencia debe hacer cuando está abriéndose paso una nueva área de conocimiento de una relevancia inusitada para la biomedicina.
De ahí la responsabilidad de la comunidad científica de apertura a nuevos datos y profundización del conocimiento como condición de objetividad. La actividad científica, como toda acción humana, es una instancia ética. La ética de la investigación tiene principios sólidos de rigor, objetividad, sometimiento al juicio de expertos en la comunicación y difusión de los conocimientos, etc. Como toda actividad humana la tarea de interpretación y discusión de unos datos pueden ser manipulados por convicciones particulares; y es importante que la ciencia pueda de hecho quedar a salvo de falsificaciones y fraudes por cualquier tipo de motivos. Cuando el científico -con convicciones que considera que son una concepción del mundo y del hombre y de la vida acorde con la realidad- no ignora datos incómodos, y no sólo no los oculta sino que busca esas constataciones, está haciendo posible que su trabajo científico esté orientado con rigor. La adhesión a esas explicaciones de la realidad permite la posibilidad de avanzar hacia la objetividad científica, y alcanzar verdad. Requiere dar razón de la coherencia racional de sus afirmaciones.
Las terapias basadas en las células madre aparecen como un potencial real y de interés, que exige un riguroso uso de la racionalidad científica para encauzarlas sin ambivalencias, ni técnicas, ni éticas. El enorme interés suscitado, desde los propios enfermos a los responsables de la política científica, o a las empresas biotecnológica exige un rigor científico elevado y una fuerte prudencia en la toma de decisiones. Sin embargo la comunidad científica -con sus exigencias propios y sus controles internos- no ha jugado, al menos hasta ahora, el protagonismo que le corresponde y algunos aspectos de esa responsabilidad inherente a la ciencia han sido insuficientes en los primeros pasos de este campo. De una parte, es imprescindible a la racionalidad científica una permanente atención a los nuevos conocimientos. Ese esfuerzo y apertura a la actualidaddel conocimientolibera de dogmatismos que se establecieron en el pasado y que se muestran erróneos. Exige el rigorque libera de prejuicios, creencias o increencias, que pretendan hacer decir a la ciencia lo que la ciencia no puede decir, ni desdecir. Y la honradez quelibera de intereses que, pudiendo ser en si mismos legítimos, dejan de hacerlo al ocultarse tras el interés proclamado.
2. Dos conocimientos clave en el abordaje de la terapia regenerativa.
La investigación biomédica está orientada por dos grandes áreas de conocimientos adquiridos y ratificados en los últimos años.
En primer lugar, el descubrimiento de que los tejidos y órganos del cuerpo humano tienen capacidad, por sí mismos, para reparar los daños y regenerarse: durante la constitución del organismo se guardan reservas de células madre y cuando por lesión o mal funcionamiento es preciso sustituir algunas células hay mecanismos precisos para inducir la maduración de las células madre en reserva de forma natural. La función de los diferentes tipos de células madre del organismo ya formado (células troncales de adulto) es propia y específica y los factores que inducen su multiplicación y su maduración a células especializadas, en el organismo in vivo, se ajustan estrictamente. El conocimiento de los mecanismos autónomos de regeneración son imprescindible para la investigación biomédica.
En segundo lugar actualmente conocemos con mayor precisión cómo son los primeros días, las primeras etapas, del desarrollo. Así podemos definir qué es embrión humano de pocas células, y lo que es un simple conjunto de células, organizado en diversas estructuras multicelulares, sin constituir un organismo. La masa celular interna del embrión de unos cinco días la forma las células troncales embrionarias de las que parten todos los sistemas, tejidos y órganos de un individuo. Este conjunto celular (la masa celular interna del blastocisto) están organizadas entre sí según el eje dorso-ventral y el eje anteroposterior en tanto en cuanto estas células esta formando la unidad funcional o embrión. Precisamente porque se conoce la información que aporta a cada célula el hecho de estar formando parte de esa unidad que es un cuerpo vivo en sus diferentes fases temporales, tenemos la posibilidad de cambiarles su trayectoria funcional para producir in vitro diversos tipos celulares que implantadas en el paciente podrían sustituir la función de células dañadas por la enfermedad.
Esos dos conocimientos nos permiten comprender el significado biológico y función natural de las células madre de adulto y las embrionarias. Tal realidad biológica es bien diferente y por ello las terapias que puedan derivarse del uso de unas u otras no es simplemente opcional desde el punto de vista técnico. En el caso de las células de adulto se trata de inducir y potenciar, en la medida de lo posible, in vivo la función que ya naturalmente poseen. Todo posible uso terapéutico de las células embrionarias supondrá sacarlas de su contexto natural –un embrión en desarrollo- crecerlas, madurarlas y transferirlas al enfermo. Incluso si se pudieran obviar los graves problemas éticos de producción y uso de embriones como mero medio en procesos terapéuticos, la agresividad en sí de tales procesos los hace insolventes médicamente por desproporción de los riesgos.
Uso terapéutico de las células madre
1.Terapia celular
- Implante de células derivadas in vitro a partir de células troncales.
- Implante o inyección de células troncales o progenitoras.
- Implante de grupos celulares (como islotes pancreáticos) derivados de células troncales.
- Activación de células madre in vivo por aporte de factores de diferenciación, por inyección directa del factor o por aporte de células productoras de tales factores.
2.Terapias celular y genética combinadas
- Implante de células madre modificadas genéticamente para aportar proteínas necesarias para el normal funcionamiento.
- Reemplazamiento del sistema inmunitario deteriorado tras tratamiento oncológico por de quimioterapia o radiación, mediante la inserción del gen que codifica la proteína de señalización intercelular ("sonic hedgehog”) que estimula el crecimiento de células troncales de adulto.
- La capacidad de las células troncales de migrar a sitios específicos permite utilizarlas también para transportar fármacos hasta diversos tejidos alterados o lesionados.
3.Ingeniería de tejidos
- Regeneración del hueso.
- Uso de polímeros como matriz de crecimiento orgánico de las células
3. Control del crecimiento, diferenciación y muerte programada de las células madre.
El uso terapéutico de las células madre (al igual que progenitoras o inmaduras) requiere, como condición esencial, que por la manipulación no pierdan el control natural, que toda célula de un organismo pluricelular, tiene de su proliferación, maduración y muerte. Este control depende del estado de la célula según el tiempo de desarrollo y del sitio que ocupa en el organismo en desarrollo. En efecto, cada tipo recibe diferentes señales de las células vecinas, y las interpreta e integra según su historia previa como parte de un organismo. Esta integración de señales externas según su situación y estado, permite que cada célula –según su historia- controle de forma precisa si le corresponde multiplicarse, o madurar o inducir la muerte células programada; es un equilibrio delicado cuya rotura tiene serias consecuencia en el funcionamiento y capacita regenerativa celular.
Las células madre son células indiferenciadas con capacidad de proliferación prolongada para dar células en el mismo estado de indiferenciación y potencial de formar otros tipos diferenciados. Entre los mecanismos de regulación de este equilibrio entre los procesos de crecimiento, maduración y muerte destacan los siguientes:
a) nivel de expresión del gen Oct-4 que frena la diferenciación manteniendo el estado pluripotencial de la célula;
b) el nivel de la enzima telomerasa que elimina el control de la proliferación celular permitiendo un estado “inmortalizado” de la célula;
c) el control de la expresión de genes cuyos productos bloquean y desbloquean el estado de inmadurez de la célula.
Esto implica que las cascadas de expresión de genes que permiten y regulan los tres procesos celulares clave para la vida de un organismo (proliferación, apoptosis y diferenciación) están estrechamente interconectados. Es un aspecto importante a tener en cuenta en relación con la intervención en el programa de obtención, multiplicación y, diferenciación de células madre y su uso terapéutico potencial. La combinación de las influencias del entorno y el cambio en los niveles de expresión de unos pocos genes reguladores puede instar a células madre, más o menos comprometidas hacia un linaje, hacia un rango mucho más amplio de potenciales de desarrollo, y así aumentar, en el futuro, la eficacia de las terapias regenerativas con células madre.
4. Células madre embrionarias.
En el embrión de pocos días existen células que tienen la capacidad de dar origen a cualquier tipo celular embrionario o extra-embrionario[1], aunque en el embrión de dos células, tras la primera división del cigoto ambas células contribuyen ya de modo específico al desarrollo posterior; una está comprometida hacia los tejidos embrionarios (la que hereda la zona de entrada del espermio al óvulo en la fecundación) dando lugar a la masa interna del blastocisto, y la otra a los tejidos extraembrionarios a través de la conversión en trofoblasto[2]
Las células de la masa celular interna del blastocisto tienen el potencial de contribuir a cualquier linaje pero no cualquier tipo, y por ello se les denomina pluripotentes. Las células del trofoectodermo, por el contrario, sólo contribuyen a dar la capa del trofoblasto de la placenta[3]. En el embrión en desarrollo las células de la masa interna son realmente sólo células progenitoras, o precursoras, es decir se multiplican limitadamente antes de diferenciarse y contribuyen con ello a todos los tejidos adultos. Después de la anidación, cuando el embrión pasa al estadio de gástrula, estas células se han ido diferenciando y comprometiéndose a linajes específicos, de acuerdo con el tiempo transcurrido y el lugar que ocupan en el organismo embrionario. Sin embargo, cuando las células de la masa celular interna se extraen del ambiente embrionario natural y se cultivan in vitro, proliferan sin limitaciones al tiempo que mantienen el potencial de generar células derivadas de cualquiera de los linajes[4]: cardiomiocitos, progenitores hematopoyéticos, miocitos esqueléticos[5], células musculares[6], adipocitos[7], condriocitos, células de los islotes beta pancreáticos[8]. Y se desarrollan además hasta dar endodermo primitivo[9] expresando genes restringidos de las células troncales de las tres capas germinales[10].
Recientemente se ha conocido que las células madre embrionarias incubadas con otras que producen una proteína que estimula la formación de células germinales durante el desarrollo embrionario normal, han podido madurar espermios cuando se implantaron en testículo[11]. Y también se diferencian a células ciliadas del oído interno[12].
a) Mantenimiento de pluritotipotencia
El gen Oct-4 es importante en el desarrollo temprano; es un factor de transcripción relacionado con el mantenimiento de totipotencia en las células embrionarias[13]; existe una estrecha relación entre la expresión del gen Oct-4 y el grado de indiferenciación de las células. En embriones humanos, Oct-4 está presente en todos los estadios desde el oocito no fecundado hasta blastocisto[14]; la expresión de Oct-4 en las células totipotentes de la masa celular interna es muy superior a la detectada en las células diferenciadas del trofectodermo[15]. A medida que comienzan a aparecer tipos celulares diferenciados en el embrión, los niveles de expresión descienden hasta no ser detectable y sólo continúa expresado en las células germinales primordiales cuando migran hacia las crestas genitales. El Oct-4 también está presente en células troncales embrionarias humanas[16].
In vivo, la presencia de células embrionarias pluripotentes con capacidad de autorenovación es transitoria; si se agregan a un embrión de ocho células o a un blastocisto se genera una quimera. Esto indica que estas células son pluripotentes pero no totipotentes: a pesar de que contribuyen a todos los tejidos fetales no participan en la formación del trofoectodermo ni al endodermo primitivo[17]. Sin embargo, se obtienen líneas celulares inmortalizadas manteniendo las propiedades de células troncales por cultivo in vitro de las células de la masa interna del blastocisto en presencia de la citoquina denominada factor inhibidor de leucemia (LIF)[18]; se mantienen de forma indefinida en presencia de LIF,y expresan marcadores del estado indiferenciado pluripotente como el Oct4. En ausencia de LIF se reprime rápidamente Oct4 y se pierde la capacidad de regeneración y diferenciación a múltiples tipos celulares.
b) Control de la proliferación
El fallo del control de la proliferación (o de la muerte celular programada) constituye la raíz misma de la aparición de un proceso tumoral. Un prerequisito para las terapias celulares que usaran células troncales pluripotentes es conseguir la diferenciación de todas las células madre. Cuando estas células se aíslan del blatocisto humano y se cultivan in vitro se multiplican y confluyen hasta la formación de dos tipos de agregados dependiendo de las condiciones. Pueden producirse la maduración a células neuronales con la formación de ‘neuroesferas’ o agregados flotantes que contienen progenitores neuronales. En otras condiciones de cultivo las células de la masa interna de blastocistos forman los llamados "cuerpos embrioides”; son agregados con apariencia de “quistes”, con las tres capas germinales[19] y en alguno de los cuales se observó la presencia de cardiomiocitos contráctiles. Aunque los “cuerpos embrioides” forman agregados de varias capas de células diferenciadas[20], que presentan una cierta organización tridimensional, esta organización carece de información para generar el diseño corporal propio de un embrión. Han perdido la memoria de la historia previa y de los lugares que han ido ocupando en el proceso de desarrollo del embrión del que proceden y no son capaces de dar lugar a la formación de los ejes del embrión temprano.
Las células madre embrionarias mantienen la telomerasa[21], por lo que se replican de forma indefinida; esta enzima mantiene la longitud de los telomeros y con ello evita el freno natural a una proliferación continua. Diversos tipos de células tumorales tienen altos niveles de esta enzima. Se han conseguido líneas celulares a partir de las del embrión temprano que retienen las propiedades de proliferar, generar teratomas in vivo, y diferenciarse a células que derivan de las tres capas germinales[22]. Y a partir de las líneas inmortalizadas de las células embrionarias es posible generar linajes específicos de tejido[23].
c) Regulación de la proliferación en el estado inmaduro
Las células embrionarias humanas, a diferencia de las de ratón, son independientes de LIF y puede usarse FGF (factor de crecimiento de fibroblastos) en el medio de cultivo en que crecen[24]; proliferan y se diferencia de acuerdo con la expresión en cascada de una serie jerarquizada de genes. Cuando una célula madre está comprometida hacia un tipo de tejido tiene ya expresados los factores reguladores que inactivan secuencias de genes y entonces las señales extracelulares solas no son suficientes para reactivar otros linajes.
La capacidad de algunas células troncales de multiplicarse y reemplazar a otras puede convertirse en transformación tumoral. Se ha descrito[25] que la proteína nucleostemina es abundante en células con capacidad de proliferación y autoregeneración como las células troncales embrionarias y las células troncales neurales (NSC) y algunas líneas tumorales. Esta proteína descontrola el ciclo celular por enlazarse a las p53. El nivel de la proteína decae drásticamente en las células troncales neurales (NSC) cuando aparece la nestina que marca la terminación del ciclo celular y el inicio de la diferenciación.
4.1. Interés terapéutico de las células madre embrionarias
Un problema que no permite la utilización de las células derivadas de las células madre embrionarias es que debido a las función propia de su origen (un embrión de días con toda la potencia para dar un organismo entero y crecer) tienen un crecimiento muy potente y con ello la facilidad de transformarse en células tumorales. La purificación de las células cultivadas derivadas de ellas de manera que se asegure que no existe ninguna célula madre con capacidad tumoral no ha sido posible aún. Por ello será necesario garantizar la seguridad del procedimiento de transplante de células embrionarias diferenciadas y la identificación de cualquier posibilidad de incluir células no diferenciadas.
Además, la aplicación potencial de las células madre embrionarias a seres humanos deberá resolver previamente el problema del rechazo del injerto para no mantener necesariamente al paciente de por vida sometido a una inmunosupresión. Se trabajan diferentes vías para manipular las células antes de su posible transferencia, como eliminar los antígenos MHC extraños, o reemplazarlos[26]. Lo que supone, en caso de lograrse, una manipulación añadida a las ya inestables células embrionarias.
La obtención de células madre embrionarias a partir de embriones supernumerarios procedentes de la práctica de las técnicas de Reproducción Asistida arrastra una tercera dificultad técnica: la inseguridad de la situación por proceder de gametos de progenitores con problemas de fecundidad. Por todo ello, puede afirmarse que la terapia celular no necesita los embriones precoces para obtener células madre[27]. Las tres dificultades suponen que estas células no son aptas para su uso directo en la regeneración de órganos y tejidos. Las células troncales de adulo ocupan ese lugar terapéutico y las células madre embrionarias no compiten con ellas.
4.1. Interés de las células madre embrionarias en investigación
Las células madre embrionarias humanas, y el desarrollo de líneas celulares derivadas de ellas son de interés para el estudio de los procesos de diferenciación celular y organogénesis que tienen lugar durante el desarrollo embrionario humano; y por tanto, para el conocimiento de las bases moleculares y celulares de diversas enfermedades o malformaciones. Su peculiar punto en ele equilibrio proliferación/diferenciación pueden aportar conocimiento valioso para comprender mejor el proceso tumoral.
No obstante, la racionalidad biomédica exige trabajar con células de animales, limitando los estudios con las humanas a aquellos mecanismos que exijan especificidad de especie. Comienzan a aparecer datos que muestran que existen posibilidades de obtener, para investigación, células del tipo de las embrionarias sin obtenerlas de la masa celular interna de blastocistos humanos. Pero aún así, algunas de estas tecnologías requieren el uso de oocitos humanos; la donación de los mismos supone una limitación cuantitativa del material biológico de partida.
Las líneas celulares derivadas de células madre humanas, tanto embrionarias como de adulto, se plantean como un material de partida de gran interés para estudios de toxicología de fármacos. De nuevo las de adulto ofrecen la ventaja de poderse preparar a partir de células madre de pacientes con la enfermedad que se trata de paliar.
5. Células madre de adulto.
En los tejidos de organismos adultos existen células madre[28]. Son responsables de mantener los tejidos en condiciones fisiológicas y además de repararlos en caso de alteración o daño. Existen en la médula ósea, sangre periférica, sangre, sangre del cordón umbilical, cerebro, médula espinal, pulpa dentaria, vasos sanguíneos, músculo esquelético, epitelio de la piel y tejido conjuntivo, córnea, retina, hígado, los conductos del páncreas, oído interno, pulpa de los dientes de leche y en gran cantidad en el tejido adiposo. Presentan capacidad de autorenovación y de generar varios tipos de progenie diferenciada[29]. Sustituido por otro su entorno natural, ejecutan el programa de diferenciación intrínseco de la célula de acuerdo con las nuevas señales de diferenciación que recibe. El paradigma de que las células troncales de adulto tienen restringida su potencialidad ha cedido actualmente ante la evidencia creciente de que éstas células contribuyen a otros tipos celulares cuando están expuestas a las influencias del entorno apropiadas[30]. Linda Demer ha descrito la presencia de células madre en la parad arterial que se diferencian a músculo, hueso, cartílago y mantienen con las de la médula ósea las sanguíneas inmaduras; esto sugiere la posibilidad de reconstrucción de esta fuente de células tras tratamiento oncológico.
Inicialmente se pensó que el aislamiento y el cultivo de células troncales de tejidos adultos tendrían serias limitaciones técnicas en el ser humano, puesto que el uso terapéutico estaría ligado estrechamente a la posibilidad práctica de multiplicarlas in vitro en un modo eficiente. Sin embargo, por una parte, existe una gran reserva de células con carácter pluripotencial en la médula ósea con esa función precisamente. Estas células pueden utilizarse de forma autóloga, crecen, y su injerto no genera tumores. Son, por tanto, el tipo de célula madre que posee en principio las mejores características para la terapia celular[31]. Pueden dar origen a músculo[32] o a células hepáticas[33], y células musculares y cardiomiocitos[34]; pueden regenerar el sistema hematopoyético[35]. Se pueden usar en terapia génica[36] y en la reconstrucción de extremidades[37].
Se ha descrito otra fuente abundante de células madre de adulto con gran plasticidad, que es la grasa[38]; las células troncales del tejido adiposo, obtenidas del material de la liposucción, son capaces de diferenciarse in vitro y dar músculo, hueso y cartílago; incluso células nerviosas[39]. Diversas células progenitoras, más maduras, pueden completar su diferenciación en el entorno adecuado; y se han transdiferenciado in vitro reprogramando su información genética. Por ejemplo, se ha podido convertir células de la piel en linfocitos T, necesarios para tratar al paciente[40] por introducción de los factores citoplásmicos.
Las células madre de adulto tienen características propias y diferentes de las embrionarias. Algunas de ellas, como las células troncales hematopoyeticas (HSC), cumplen además los criterios que se establecieron para definir las células troncales embrionarias: a) sufren unas divisiones múltiples y secuenciales renovadoras, un requisito para el mantenimiento de la población; b) las células hijas que provienen de una sola célula madre se diferencian en más de un tipo celular; c) pueden repoblar el tejido de origen cuando son transplantadas en un tejido dañado. Así, una célula HSC puede sufrir divisiones asimétricas autorenovadoras, da lugar a todos los elementos sanguíneos, reconstituye el sistema hematopoyético cuando se transplanta en tejidos irradiados letalmente, y se diferencia cuando se transfiere a animales no dañados. También las células troncales neurales (NSC) pueden repoblar el tejido de origen.
Varios fenómenos están en el origen de la plasticidad de las células madre de adulto: a) Las células troncales multi o pluripotentes persisten en la vida postnatal y hay precursores definidos de células madre somáticas que persisten mas allá de los primeros estadios de la embriogénesis; b) Las células troncales especificas de tejidos están presentes en distintos órganos. Esta bien establecido el hecho de que las células HSC salen del espacio de la médula ósea, circulan por la sangre periférica y llegan a distintos órganos. Por ello las HSC se encontraran en otros tejidos diferentes, como es el caso del músculo; c) las células sufren desdiferenciación y rediferenciación. La información genética se puede reprogramar para que las células somáticas se desdiferencien en células pluripotentes. A su vez, células de un linaje pueden cambiar y tener un fenotipo diferente.
Mantenimiento de plasticidad, crecimiento y capacidad de maduración
A medida que el organismo crece y madura existe una disminución en la necesidad de restringir el potencial de diferenciación. Como hemos señalado, durante el desarrollo temprano, los mecanismos autónomos de la célula (niveles de expresión del gen Oct 4) permite restringir el potencial de seguir determinados destinos. Pero a medida que el organismo crece, y especialmente en adultos, las células troncales en diferentes tejidos pueden estar espacialmente aisladas en nichos donde no están expuestas a señales inductivas presentes en otros tejidos[41]. Dado que el mantenimiento de la restricción del potencial de desarrollo es un proceso activo[42], es posible que esa restricción se elimine a medida que el organismo crece ya que, por razones espaciales, las células troncales no encontrarán señales que inducen diferenciación hacia otros linajes[43].
La medula ósea contiene células troncales HSC, mesenquimales (MSC) y células progenitoras endoteliales. Se ha identificado un tipo de célula madre en la médula ósea murina y de rata (MAPC) pluripotente y por tanto equivalente a una célula embrionaria en cuanto a potencialidad[44]; estas células presentan, como ellas, alto nivel de Oct-4 y marcadores de células inmaduras. Las humanas son capaces también de un extenso crecimiento in vivo e in vitro y se diferencian a células de los diferentes tejidos[45].
Es muy interesante el descubrimiento[46] de cómo se movilizan las células madre de la médula ósea, ya que las que están en circulación tienen la misma plasticidad que las que están aún asentadas en la médula ósea[47]. Se ha podido demostrar en el ratón, que la inyección de células madre hematopoyéticas (definidas funcionalmente por su capacidad de repoblar la medula ósea después de un transplante) dio lugar a laproducción de células de la sangre, de los conductos biliares, pulmón, tracto intestinal y piel[48].
Por otra parte las células troncales mesenquimatosas expresan suficiente cantidad de telomerasa para mantener los telómeros con una longitud constante, lo que hace posible una alta multiplicación; esta expresión no alcanza los niveles elevados típicos de las células troncales embrionarias o las células tumorales.
Estas células madre se fusionan con neuronas de Purkinje, cardiomiocitos y hepatocitos y hace que tengan dos o más núcleos y así recuperan algunas de sus funciones celulares, posiblemenee con intercambio de genes, las que estaban muriéndose[49].
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[1] Thomson JA, Odorico JS (2000) Human embryonic stem cell and embryonic germ cell lines. Trends in Biotechnology 18, 53-57.
[2] Piotrowska K, Wianny F, Pedersen RA, Zernicka-Goetz M (2001) Blastomeres arising from the first cleavage division have distinguishable fates in normal mouse developement. Development 128, 3739-3748 ; Winkel GK, Pedersen RA (1988) Fate of the inner cell mass in mouse embryos as studied by microinjection of lineage tracers. Developmental Biology 127, 143–156; Piotrowska K, Zernicka-Goetz M (2001) Role for sperm in spatial patterning on the early mouse embryo. Nature 409, 517-521; Gardner RL (2001) Specification of embryonic axes begins before cleavage in normal mouse development. Development 128, 839-847.
[3] Rossant J, (1995) Development of the extraembryonic lineages. Semin Cell Dev Biol 6, 237–247.
[4] Rathjen PD, Lake J, Whyatt LM et al. Properties and uses of embryonic stem cells: prospects for application to human biology and gene therapy. Reprod. Fertil. Dev. 1998;10:31-47; Keller GM. In vitro differentiation of embryonic stem cells. Curr. Opin. Cell Biol. 1995; 7:862-869.
[5] Doetschman TC, Eistetter H, Katz M. et al. The in vitro development of blastocyst-derived embryonic stem cell lines: formation of visceral yolk sac, blood islands and myocardium. J. Embryol. Exp. Morphol. 1985; 87:27-45.
[6] Baker RK, Lyons GE. Embryonic stem cells and in vitro muscle development. Curr. Top Dev. Biol. 1996; 33:263-279; Drab M, Haller H, Bychkov R. et al. From totipotent embryonic stem cells to spontaneously contracting smooth muscle cells: a retinoic acid and db-cAMP in vitro differentiation model. FASEB J. 1997; 11:905-915.
[7] Dani C. Embryonic stem cell-derived adipogenesis. Cells Tissues Organs 1999; 165:173-180.
[8] Soria B, Roche E, Berna G. et al. Insulin-secreting cells derived from embryonic stem cells normalize glycemia in streptozotocin-induced diabetic mice. Diabetes 2000; 49:157-162.
[9] Abe, K, Niwa H, Iwase K. et al. Endoderm-specific gene expression in embryonic stem cells differentiated to embryoid bodies. Exp. Cell Res. 1996; 229:27-34.
[10] Schuldiner M, Yanuka O, Itskovitz-Eldor J. et al. Effects of eight growth factors on the differentiation of cells derived from human embryonic stem cells. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2000; 97: 11307-11312 .
[11] PNAS 2003 doi/ 10.1073/pnas 1932826100.
[12] PNAS 2003 doi/ 10.10737/2334503100.
[13] Palmieri S, Peter W, Hess H et al. (1994) Oct-4 transcription factor is differentially expressed in the mouse during establishment o the first two extraembryonic cell lineages involved in implantation. Developmental Biology 166, 259-267
[14] Abdel-Rahman B, Fiddler M, Rappolee D et al. (1995) Expression of transcription regulating genes in human preimplantation embryos. Human Reproduction 10, 2787-2792 .
[15] Hansis C, Grifo JAS, Krey LC (2000) Oct-4 expression in inner cell mass and trophectoderm of human blastocysts. Molecular Human Reproduction 6, 999-1004.
[16] Reubinoff BE, Pera MF, Fong CY et al. (2000) Embryonic stem cell lines from human blastocysts: somatic differentiation in vitro. Nature Biotechnology 18, 399-404.
[17] Beddington RSP, Robertson EJ (1989) An assessment of the developmental potential of embryonic stem cells in the midgestation mouse embryo. Development 105, 733–737; Nagy A, Gocza E, Diaz EM et al. (1990) Embryonic stem cells alone are able to support fetal development in the mouse. Development 110, 815–822.
[18] Smith AG, Heath JK, Donaldson DD et al. (1988) Inhibition of pluripotential embryonic stem cell differentiation by purified peptides. Nature 336, 688–690;Williams RL, Hilton DJ, Pease S et al. (1988) Myeloid leukaemia inhibitory factor maintains the developmental potential of embryonic stem cells. Nature 336, 684–687.
[19] Itskovitz-Eldor, J., Schulding, M., Karsenti, D. et al. (2000) Differentiation of human embryonic stem cells into embryoid bodies comprising the three embryonic germ layers. Mol. Med. 6, 88-95.
[20] Pera MF (2001) Human pluripotent stem cells: a progress report. Current Opinion in Genetics & Development 11, 595-599.
[21]Betts DH, King WA (1999) Telomerase activity and telomere detection during early bovine development. Dev. Genet 25, 397-403.
[22] Amit M, Carpenter MK, Inokuma MS, Chiu CP, Harris CP, Waknitz MA, Itskovitz-Eldor J, Thomsom JA (2000) Clonally derived human embryonic stem cells lines maintain pluripotency and proliferative potential for prolonged periods of culture. Developmental Biology 227, 271-278; Schuldiner M, Yanuka O, Itskovitz-Eldor J, Melton DA, Benvenisty N (2000) Effects of eight growth factors on the differentiation of cells derived from human embryonic stem cells. Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA 97, 11307-11312 .
[23] Palacios R, et al. (1995) In vitro generation of hematopoietic stem cells from an embryonic stem cell line. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 92, 7530-7534
[24] Amit M, Carpenter MK, Inokuma MS et al. (2000) Clonally derived human embryonic stem cell lines maintain pluripotency and proliferative potential for prolonged periods of culture. Dev Biol 227, 271–278.
[25] Tsai RYL, McKay RDE. (2002). A nucleolar mechanism controlling cell proliferation in stem cells and cancer cells. Genes &Development 16, 2991-3003 .
[26] Grusby MJ, Auchincloss H Jr, Lee R et al. (1993) Mice lacking major histocompatibility complex class I and class II molecules. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 90, 3913-3917 ; Kaufman DS, Odorico JS, Thomson JC (2000) Transplantation therapies from human embryonic stem cells circumventing immune rejection. e-biomed 1,11-15: available at http://www.liber/pub.com/EBI/defaultstatic.asp)
[ 27] Sherley JL (2003). Embryos aren't essential to stem‑cell research. Nature 423, 381.
[28]Clarke D, Frisen J (2001) Differentiation potential of addult stem cells. Current Opinion in Genetics & Development 11, 575-580; Reya T, Morrison SJ, Clarke MF, Weissman IL (2001) Stem cells, cancer, and cancer stem cells. Nature 414, 105-111; Temple S (2001) The development of neural stem cells. Nature 414, 112-116.
[29]Morrison SJ, Shah NM, Anderson DJ (1997) Regulatory mechanisms instem cell biology. Cell 88, 287-298; Watt FM, Hogan BLM (2000) Out of Eden: stem cells and their niches. Science 287, 1427-1430
[30]Jackson KA, Mi T, Goodell MA. (1999) Hematopoietic potential of stem cells isolated from murine skeletal muscle. Proc Natl Acad Sci USA 96, 14482–14486; Jackson KA, Majka SM, Wang H et al. Regeneration of ischemic cardiac muscle and vascular endothelium by adult stem cells. (2001) J Clin Invest107, 1395–1402; Lagasse E, Connors H, Al-Dhalimy M et al. (2000) Purified hematopoietic stem cells can differentiate into hepatocytes in vivo. Nat Med 6, 1229–1234; Krause DS, Theise ND, Collector MI et al. (2001) Multi-organ, multi-lineage engraftment by a single bone marrow-derived stem cell. Cell105, 369–377; Galli R, Borello U, Gritti A et al. (2000) Skeletal myogenic potential of human and mouse neural stem cells. Nat Neurosci 3, 986–991; Clarke DL, Johansson CB, Wilbertz J et al. (2000) Generalized potential of adult neural stem cells.Science288, 1660–1663; Zuleswski H, Abraham EJ, Gerlach MJ et al. (2001) Multipotential nestin-positive stem cells isolated from adult pancreatic islets differentiate ex vivo into pancreatic endocrine, exocrine, and hepatic phenotypes. Diabetes 50, 521-33.
[31] Körbling M, Zee Estriv (2003) Adul stem cells for tissue repair. A new therapeutic concept? Eng. J. of Med. 349: 570-580.
[32] Ferrari G, Cusella-De Angelis G, Coletta M, Paolucci E, Stomaioulo A, Cossu G, Mavilio F (1998) Muscle regeneration by bone marrow-derived myogenic progenitors. Science 279, 1528-1530.
[33] Petersen BE, Bowen WC, Patrene KD, et al. (1999) Bone marrow as a potential source of hepatic oval cells. Science 284, 1168-1170; Alison M, Golding M, Lalani el N, Sarraf C. (1998) Wound healing in the liver with particular reference to stem cells. Philos. Trans. R. Soc. Lond. B. Biol. Sci. 353, 877-894; Alison MR, Poulsom R, Jeffery R, et al. (2000) Hepatocytes from non-hepatic adult stem cells. Nature 406, 257.
[34] Makino S, Fukuda K, Miyoshi S et al (1999) Cardiomyocytes can be generated from marrow stromal cells in vitro. J. Clin. Invest. 103, 697-705.
[35] Gussoni E, Soneka Y, Strickland CD, Buzney EA, Khan MK, Flibnt AF, Kunkel LM, Mulligan RC (1999) Dystrophin expression in the mdx mouse restored by stem cell transplantation. Nature 401, 390-394.
[36] Bianco P, Riminucci M, Gronthos S, Robey PG (2001) Bone marrow stromal stem cells: Nature, Biology, and Potential Applications. Stem Cells 19, 180-192.
[37] Gazit D, Turgeman G, Kelley P et al. (1999) Engineered pluripotent mesenchymal cells integrate and differentiate in regenerating bone: a novel cell-mediated gene therapy. J. Gene Med. 1, 121-133.
[38] Zuk PA, Zhu M, Mizuno H et al. (2001) Multilineage Cells from Human Adipose Tissue: Implications for Cell-Based Therapies. Tissue Eng. 7, 211-228.
[39] Safford KM, Hicok KC, Rice H, Safford SD, Halvorsen YDC, Wilkison WO, Gimble JM, Rice HE (2002) Neurogenic differentiation of murine and human adipose-derived stromal cells. Biochem Biophys. Res. Comm. 294, 371-379.
[40] Arthur Z (2002) Liver regeneration:the emergence of new pathways Med Sci Monit 8,53-63.
[41] Morshead CM, Benveniste P, Iscove NN, Kooy D. (2002) Hematopoietic competence is a rare property of neural stem cells that may depend on genetic and epigenetic alterations. Nature Medicine 8, 268-273.
[42] Blau HM, Baltimore D (1991) Differentiation requires continuous regulation. Journal of Cell Biology 112, 781-783; Blau HM, Brazelton TR, Weimann JM (2001) The evolving concept of a stem cell:entity od function? Cell 105, 829-841.
[43] Spradling A, Drummond-barbosa D, Kai T (2001) Stem cells find their niche Nature 414, 98-104.
[44] Jiang Y, Jahagirdar BN, Reinhardt RE, Schwartz LR, Keene CD, Ortiz-Gonzalez XR, Reyes M, . Lenvik T, Lund T, Blackstad M, Du J, Aldrich S, Lisberg A, Low WC, Largaespada DA, Verfaillie CM(2002) Pluripotency of mesenchymal stem cells derived from adult marrow. Nature, 20 de junio de 2002. Online/nature 00870.
[45] Reyes M, Lund T, Lenvik T, Aguiar DK die L,Verfaillie CM (2001) Purification and ex vivo expansion of postnatal human marrow mesodermal progenitor cells. Blood 98, 2615-25. Lagasse E, Connors H, Al Dhalimy M et al. (2000) Purified hemat p ietic stem cells can differentiate int hepat cytes in vivo. Nat Med 6,1229-234.
[46] Petit I, Szyper-Kravitz M, Nagler A, Lahav M, Peled A, et al. (2002) G-CSF induces stem cell mobilisation by decreasing bone marrow SDF-1 and up-regulating CXCR4. Nature Immunology 3, 687-694.
[47] Körbling M, Katz RL, Khanna A,et al. (2002) Hepatocytes and epithelial cells of d nor origin in recipients of peripheral-blo d stem cells. N Engl J Med 346, 738-746.
[48] Krause DS, Theise ND, Collector MI,et al. (2001) Multi-organ multi-lineage engraftment by a single bone marrow-derived stem cell. Cell 105, 369-77; Alison MR, Poulsom R, Jeffery R, et al. (2000) Hepatocytes from non-hepatic adult stem cells. Nature 406, 257; Theise ND, Nimmakayalu M, Gardner R, et al. (2000) Liver from bone marrow in humans. Hepatology 32, 11-16.
[49] Doi: 10. 1038/nature 02069.
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