Células madre, ingeniería de tejidos y medicina regenerativa

Las células madre, la esperanza de la medicina regenerativa

La vida comienza con una sola célula: el zigoto. Resultado de la fecundación y la unión del óvulo y el espermatozoide, comienza a dividirse una y otra vez con el objetivo de formar los millones de células que forman nuestro organismo. En ciertos momentos del desarrollo embrionario, algunas de estas células dejan de producir copias de sí mismas y empiezan a especializarse.

Cuando nuestro crecimiento termina, casi todas las células de nuestro cuerpo están especializadas en diferentes tipos (como neuronas, hepatocitos, células de la piel, cardiomiocitos, etc.) Cada célula tiene sus propias características: sus diseños, formas y funciones jamás serán las mismas. Todo dependerá del tipo de célula que sean, y tendrán tareas distintas en función de su especialización.
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Sin embargo, existe un pequeño reservorio de células especiales, que no han llegado a especializarse. Se llaman células madre, y actúan como una especie de “reserva”, puesto que las células especializadas ya no podrán volver atrás en el organismo, sino que sólo serán capaces de hacer copias de sí mismas, y no pueden dar lugar a otros tipos celulares. Si mueren, deberán ser reemplazadas por las también conocidas como células troncales.

Su historia comienza en 1981, cuando el científico Martin Evans (Universidad de Cardiff y Universidad de Cambridge) identifica las primeras células madre embrionarias en ratones. En 1997, nace la oveja Dolly y un año más tarde, James Thomson (Universidad de Wisconsin – Madison) y John Gearhart (Johns Hopkins University) fueron los primeros en aislar células madre embrionarias humanas y cultivarlas en el laboratorio.

La investigación sobre células madre acababa de comenzar. Aunque existieron serias reticiencias políticas y sociales (como las promovidas por el gobierno de George Bush en Estados Unidos), las células troncales se convertían en la gran esperanza de la medicina regenerativa. La esperanza, sin embargo, también trajo enormes decepciones, como la protagonizada por el coreano Woo Suk Hwang, que anunció en 2005 que había logrado crear células madre embrionarias humanas mediante la técnica de clonación terapéutica.

Aquella investigación resultó ser fraudulenta. La ciencia, sin embargo, continuaría avanzando. Un año después, Shinya Yamanaka consiguió por primera vez reprogramar células especializadas mediante la adición de cuatro genes clave. Comenzaba la época de las células iPS (induced pluripotent stem cells). De esta manera se lograba por primera vez obtener células troncales sin necesidad de utilizar embriones humanos, dejando atrás la fuerte controversia ética y social sobre estas investigaciones.

Las aplicaciones de estas células en medicina comenzaron en 2010, cuando una persona con problemas en la médula espinal recibió el primer tratamiento con células madre embrionarias. En 2012, las células troncales demostraron de nuevo su potencial: podrían ser utilizadas en el futuro para curar determinados casos de ceguera. Las últimas ediciones de los Premios Nobel de Medicina también reconocieron estas investigaciones, al galardonar a Martin Evans en 2007 (con Mario Capecchi y Oliver Smithies) y en 2012 a Yamanaka y John Gurdon.

Ingeniería de tejidos: medicina al servicio de los pacientes

Las células madre han servido también para conseguir descubrimientos próximos a la ciencia ficción: la creación de órganos artificiales. Investigadores como Juan Carlos Izpisúa han anticipado la fabricación de “yemas” de órganos, como mini-riñones artificiales, que podrían revolucionar por completo los trasplantes a pacientes.

ingenieria-tejidosAunque podría parecer lo contrario, la ingeniería de tejidos nace a finales de los años ochenta, una década antes de los descubrimientos de Thomson y Gearhart. Esta investigación, tan prometedora como multidisciplinar, nace en 1987, a raíz de una reunión de científicos promovida por la National Science Foundation  (NSF).

El objetivo de esta disciplina no es otro que crear tejidos vivos que puedan reemplazar estructuras o funciones perdidas. Para ello, se nutre de áreas tan distintas como la medicina, la física, la química, la ciencia de materiales o la ingeniería. Las investigaciones tratan de crear construcciones implantables fuera del organismo, fabricados mediante la ayuda de matrices de soporte.

No se trata únicamente de cultivar células sobre un andamio o scaffold, sino también de examinar su posible vascularización, la realización de varias funciones de manera simultánea o el análisis de las posibilidades de difusión de nutrientes, factores de crecimiento y otras moléculas expresadas. De esta manera, Burke y Yannas lograron la primera piel artificial. La medicina regenerativa y la ingeniería de tejidos tratan ahora de luchar contra enfermedades del corazón. Las posibilidades de esta disciplina son, sin duda, muy amplias e ilusionantes.

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