Investigaciones de las Células Madre Stem Cell Research
Perspectivas con las células madre embrionarias (ES) Prospects for the use of embryonic stem cells (ES)
El uso que más ha llamado la atención sería el empleo de células diferenciadas a partir de células madre embrionarias para terapias celulares o incluso reparación de tejidos dañados. The prospect that has attracted the most attention is the use of differentiated cells formed from embryonic stem cells in cell therapies, including repairing damaged tissue.
Una posibilidad sería tipificar muchas líneas diferentes de ES, con diferentes sistemas MHC (HLA), pero la diversidad de los haplotipos HLA es enorme. Una alternativa sería manipular por ingeniería genética las ES para crear líneas con diferentes haplotipos del HLA, de manera que se obtuvieran bancos de células apropiados para diferentes receptores de trasplantes. De todas formas, aunque se lograran células con HLA similar al paciente, quedarían otros sistemas minoritarios de histocompatibilidad, cuya falta de concordancia con el paciente podría llevar a problemas no siempre controlables. One possibility would be to categorize various different ES cell lines, with different MHC (HLA) systems, but there is an extremely wide variety of different HLA haplotypes. One alternative would be to manipulate the ES cells through genetic engineering in order to create lines with different HLA haplotypes, so that they might generate collections of cells appropriate for different transplant patients. In any case, even if it were possible to grow cells with an HLA similar to that of the patient, there could still be minor histocompatibility systems whose lack of compatibility with the patient might cause problems that are not always manageable.
En cambio, el potencial terapéutico de las ES se pondría de manifiesto sobre todo empleando ES derivadas del propio paciente, ya que no habría problemas de rechazo de injertos: estaríamos ante un autotrasplante. Pero ¿cómo es posible esto en un individuo ya nacido, si por definición estas células proceden de embriones? Aquí es donde entraría el método de transferencia de núcleo de célula somática (la llamada clonación terapéutica): el paciente suministra células somáticas, se transfiere núcleo a ovocito desnucleado, se crea un "embrión artificial" (embrión somático), hasta la fase de blastocisto; se toman las células de su masa interna, se cultivan como células madre, y finalmente se diferenciarían al tipo de célula o tejido para la terapia celular o el injerto, sin los problemas del rechazo (autotrasplante). Según algunos, es muy probable que en las próximas décadas seamos capaces de derivar células madre autólogas para todos los que las necesiten. In contrast, the therapeutic value of ES cells is most evident when the patient's own ES cells are used, since this eliminates the problem of possible graft rejection; it would be, effectively, an autotransplant. But how is this possible in an individual that has already been born, if, by definition, these cells come from embryos? This is where the somatic cell nuclear transfer method (also known as therapeutic cloning), comes in. The patient provides somatic cells. The nucleus of each cell is transferred to an egg cell from which the nucleus has been removed, thereby creating an "artificial embryo" (somatic embryo). The cells continue on into the blastocyst stage, during which some cells are taken from the inner mass and grown as stem cells. Finally, the cells will differentiate into the types of cells and tissues needed for the cell therapy or graft, without the problems of rejection (autotransplant). According to some, it is quite likely that in the coming decades we may be able to develop autologous stem cells for those who need them.
Pero los retos técnicos de este enfoque son formidables, incluso dejando aparte los derivados de la transferencia de núcleos a ovocitos. But there are formidable technical challenges involved in this approach, including disposing of the by-products from the transfer of nuclei to the ovules.
Las células ES de ratón (y quizá las humanas) son tumorigénicas: si se inyectan a un animal adulto originan teratomas y teratocarcinomas. Por lo tanto, un tema de seguridad será asegurarse de que en un cultivo diferenciado a partir de ES no quedan estas células troncales, o bien disponer de métodos fiables de separación y purificación de las células diferenciadas de interés respecto de las ES. Rat stem cells (and possibly those of humans) are tumorigenic: if injected into an adult animal, they will cause teratomas and teratocarcimonas. As such, one safety strategy is to ensure that no undifferentiated stem cells remain in a differentiated cell culture. Another option would be to make use of reliable methods for the separation and purification of the differentiated cells from the ES cells.
Para ello habrá que avanzar en estudios de marcadores (al estilo de los CD de las células inmunes) para caracterizar todas las fases intermedias de cada ruta de diferenciación. This would require that certain advancements be made in the studies of cell markers, (such as the CD markers used with immune cells) in order to identify all of the intermediate stages involved in each differentiation pathway.
En general, la obtención de poblaciones celulares puras exige el empleo de técnicas eficaces de selección clonal: p. ej., el uso del FACS (citómetro de flujo activado por fluorescencia, que discrimina poblaciones en función de marcadores de superficie). Alternativamente, marcadores genéticos fácilmente seleccionables en el cultivo. Alternativamente, se puede introducir por ingeniería genética en el genoma donante un bloque de genes que permita simultáneamente la selección de las células diferenciadas y un sistema suicida que garantice la autodestrucción de las células que no se hayan diferenciado. In general, obtaining pure cell populations requires the use of effective clone selection techniques: including such examples as the use of FACS (a type of fluorescence activated flow cytometry that distinguishes cell populations according to surface markers), or the use of easily identifiable genetic markers in the culture. Another possibility would be to genetically engineer a block of genes in the donor genome that would simultaneously permit the selection of the differentiated cells and create a suicide system that guaranteed the self-destruction of any cell that failed to differentiate.
¿Podremos forzar a las células madre embrionarias a diferenciarse en líneas celulares concretas? Aún tenemos una idea muy pobre de la biología básica de las señales y factores implicados en el desarrollo y diferenciación del embrión humano, pero se espera que este campo avance con rapidez. Is it possible to force the embryonic stem cells to differentiate into specific cell lines? We still have a poor understanding of the signals and factors involved in the development and differentiation of human embryos, but it is hoped that this field will advance rapidly.
Hay que asegurar la no introducción de mutaciones lesivas, que se pueden haber acumulado en el núcleo somático donante durante la vida del individuo. Será esencial garantizar que tales mutaciones no aumentan el potencial cancerígeno. It is important to ensure that any lesion mutations that might have accumulated in the nucleus of the somatic donor during the individual's life are not introduced, since otherwise the mutations would increase the cells' carcinogenic potential.
Igualmente está la muy debatida cuestión de la "edad biológica" de las células. Mientras algunos informes hablan de mayor edad, otros dicen que el propio proceso de transferencia de núcleo somático "rejuvenece" las células y estimula a la telomerasa. There is also the much-debated question of the "biological age" of the cells. While some reports speak of agedness, others say that the process itself of somatic cell nuclear transfer "rejuvenates" the cells and stimulates telomerase.
Habrá que aclarar la eventual implicación de las alteraciones de la impronta genética sobre las células ES y sus derivadas, logradas tras transferencia nuclear. Clarifications will have to be made as to the eventual implication of the alteration of the genetic stamp on ES cells and their derivatives created through nuclear transfer.