ESTRATEGIAS TERAPÉUTICAS PARA EL NUEVO MILENIO II ...

Rev.R.Acad.Cienc.Exact.Fís.Nat. (Esp)Vol. 97, N.º 2, pp 231-249, 2003IV Programa de Promoción de la Cultura Científica y Tecnológica

ESTRATEGIAS TERAPÉUTICAS PARA EL NUEVO MILENIOII. CELULÓMICA: CLONES, CÉLULAS TRONCALES Y TEJIDOSBIOARTIFICIALES.

PE D R O GA R C Í A BA R R E N O *

* Departamento de Cirugía y Unidad de Medicina y Cirugía Experimental. Hospital General Universitario GregorioMarañón. Facultad de Medicina, Universidad Complutense de Madrid. 28007 Madrid.

INTRODUCCIÓN

John Gurdon realizó, en 1970, un experimento, hoyclásico, en el que demostró que un tipo celular adultoespecializado contiene la información genética nece-saria requerida para generar un organismo completo.Gurdon perforó la membrana de una célula cutánea deuna rana adulta con una fina pipeta de vidrio, yextrajo, por succión, su núcleo (núcleo donante).Seguidamente destruyó el núcleo de un oocitofecundado, con lo que privó a la futura célulareceptora de la información genética que, en condi-ciones normales, conduce al desarrollo de un indi-viduo normal. Luego introdujo el núcleo donante en eloocito receptor anucleado. Una vez incubado, esehuevo híbrido se desarrollo en un renacuajo y, tras elproceso de metamorfosis, en una rana adulta normal.El experimento de Gurdon fue el primer ejemplo de laclonación de un animal: la producción de una copiaidéntica de un individuo. Mientras que este trabajoapenas trascendió la comunidad científica, el anuncioen 1997 del clonaje de la oveja Dolly por Ian Wilmuttsupuso un hito en los medios de comunicación.

La fabulosa capacidad de diversificación de lascélulas embrionarias y las de ciertos tejidos adultospara regenerarse durante toda la vida del individuo, esel resultado directo de células troncales, un regalo dela naturaleza a los organismos multicelulares. Lascélulas troncales tienen capacidad de autorregene-rarse; esto es, dividirse y originar más células tron-cales, y diferenciarse hacia linajes celularesdeterminados. Las células troncales embrionarias ini-

ciales (blastocistos) son totipotentes, pueden elegirentre cualquiera de los linajes que especifican el orga-nismo adulto. Por el contrario, las células troncalesque residen en el organismo adulto tienen restringidassus opciones; han seleccionado un programa (linaje)determinado con el que están comprometidas. Sinembargo, existe un pul de células con extraordinariaplasticidad en el adulto.

Consecuencia de las investigaciones pioneras deMartín Evans en el ratón y del reciente éxito paralelode James A Thompson con tejidos humanos en los quecélulas de la masa interna de blastocistos humanospudieron cultivarse indefinidamente como célulasembrionarias troncales pluripotentes, ha sido unanueva ruptura de un dogma biológico; algo parecido alo que sucedió con el descubrimiento de la trans-criptasa inversa por Howard M. Temin, que dio altraste con el dogma establecido del flujo de infor-mación génica. Células troncales pluripotentes ais-ladas de tejidos adultos pueden ser reprogramadas,mediante factores de crecimiento y de diferenciaciónapropiados, hacia fenotipos celulares deseados pararestaurar un déficit funcional determinado (terapiacelular); una reprogramación similar a la que ocurre enla clonación de un núcleo somático adulto.

El éxito de la aplicación de las técnicas de transfe-rencia nuclear en un amplio abanico de especies ani-males ofrece la posibilidad, al alcance de la mano, delclonaje terapéutico humano. Su objetivo es producircélulas troncales pluripotentes que porten el genomanuclear del paciente e inducirlas a diferenciarse en

células que reemplacen a otras enfermas: miocardio-citos que sustituyan tejido miocárdico lesionado trasun infarto del miocardio, o células beta productoras deinsulina en pacientes diabéticos. Aunque el clonajeterapéutico puede eliminar el problema crítico de laincompatibilidad inmunológica, abre la puerta a unnuevo reto: la ingeniería de órganos y de tejidos.

Cada día, miles de pacientes de todas las edadesingresan en los hospitales por el fracaso de algúnórgano vital. La donación de tales órganos parecehaber tocado techo. Una nueva estrategia supone unaesperanza y una revolución en el tratamiento de esospacientes: la confección de órganos y tejidos o neo-órganos. En unos casos, un ingeniero de tejidos admi-nistrará una determinada molécula —un factor decrecimiento, por ej— en una herida o en un órgano querequiere regeneración. Tales moléculas provocarán lamigración de células del paciente hacia el lugarlesionado donde se diferenciarán en el tipo celularapropiado para regenerar el tejido lesionado. En otroscasos, más ambiciosos, el paciente recibirá célulastroncales procedentes de un clonaje terapéutico mon-tadas en un andamiaje tridimensional de biopolímerosbiodegradables. Tal estructura será trasplantada en ellugar de un órgano o tejido lesionado y extirpado,donde las células, dirigidas por factores apropiadosirán tejiendo una estructura sobre un andamiaje detejido conectivo propio que irá reemplazando, progre-sivamente, al soporte biodegradable que será des-truido. El resultado será un producto finalcompletamente natural, un neoórgano.

CLONACIÓN REPRODUCTIVA

El anuncio del clonaje de la oveja Dolly en elInstituto Roslin, en Escocia, despertó un inusitadointerés e inició una polémica inacabada sobre las posi-bilidades futuras de la técnica. La revista Nature,donde Ian Wilmut y cols publicaron el artículo, ilustrósu portada con el inesperado clon; la prestigiosa revistaScience eligió el hecho como el acontecimiento cien-tífico del año 1997, y todos y cada uno de los perió-dicos y semanarios insistieron, una y otra vez, en elasunto. Sin embargo, el mismo experimento —en tér-minos generales— fue realizado con éxito hacedécadas por John Gurdon (Figura 1), en la Universidadde Oxford, utilizando ranas; entonces, la noticiaapenas tuvo difusión.

Ian Wilmut y cols escribían en el resumen de suartículo

“La fertilización de oocitos de mamíferos se siguede una serie de divisiones celulares sucesivas y deuna progresiva diferenciación, primero en el tejidoembrionario precoz y, sucesivamente, en todos ycada uno de los tipos celulares que conllevan alanimal adulto. La transferencia de un único núcleoen un estadio específico de desarrollo a un oocitoenuclado no fertilizado, proporciona la oportunidadpara investigar si la diferenciación celular en undeterminado estadio se acompaña de una modifi-cación genética irreversible. El primer descendientedesarrollado de una célula diferenciada nació tras latransferencia nuclear de una línea celular embrio-naria quiescente. Utilizando el mismo procedi-miento, anunciamos el nacimiento de cinco corderosvivos a partir de tres nuevas poblaciones celularesestablecidas a partir de glándula mamaria adulta,fetos y embrión. El hecho de que un cordero(“Dolly”) derivó de una célula adulta confirma quela diferenciación celular no implica la modificaciónirreversible del material genético requerido para lamorfogénesis a término. El nacimiento de corderos apartir de células fetales diferenciadas y adultas

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Figura 1. John Gurdon (n 1933). Los experimentos seminalesde clonaje realizados por Gurdon fueron estimulados por eldirector de su tesis doctoral, el Dr. Michael Fischberg, enOxford (Tomada dde: Bier. Pg 10).

también refuerza la especulación previa de la posibi-lidad de obtener desarrollos normales a partir deuna amplia variedad de células diferenciadas”

Ya en la introducción, continuaban:

“Se conoce desde hace tiempo que, en anfibios,la transferencia de núcleos de queratinocitos adultosposibilita el desarrollo a formas juveniles, a estadiosde renacuajo (Gurdon et al., J Embriol Exp Morph34: 93-112, 1975). Aunque ello implica diferen-ciación en tejidos y órganos complejos, no se haseñalado el desarrollo hasta el estadio adulto, dejan-do abierta la cuestión de si un núcleo adulto diferen-ciado puede reprogramarse completamente”.

Tras una serie de experimentos, iniciados en 1962,en los que utilizó núcleos procedentes de células delepitelio digestivo de renacuajos, John Gurdon realizó,en 1970 un experimento en el que demostró que undeterminado tipo celular adulto especializado contienetoda la información genética requerida para generar unorganismo completo. Gurdon introdujo la punta de unafina aguja de cristal en una célula cutánea de una ranaadulta y, mediante aspiración, obtuvo el núcleo de lacélula; sería el núcleo donante del experimento.Gurdon también recogió y esta vez destruyó, el núcleode un óvulo fertilizado; este huevo enucleado —elhuevo receptor— carecía de cualquier informacióngenética que, normalmente, guiaría el desarrolloembrionario, aunque contenía el resto de los demásingredientes del huevo. Seguidamente inyectó elnúcleo de la célula cutánea en el huevo enucleado.Tras una serie de manipulaciones, Gurdon consiguióun proceso morfogénico completo; primero el desar-rollo de un renacuajo normal y, tras el proceso demetamorfosis, el de una rana adulta fértil. El experi-mento de Gurdon representó el primer ejemplo declonaje de un animal, la creación de una copia idénti-ca de un individuo, y supuso un vuelco a la teoríaentonces imperante de que el núcleo celular perdía supotencialidad muy precozmente durante el desarrolloembrionario. El núcleo de una célula somática adultadiferenciada contiene la dotación informativa genéticanecesaria para formar un individuo adulto normal; estoes, dispone del programa morfogénico completo(Figura 2).

Aunque Dolly representa un avance técnico signifi-cativo en la manipulación de embriones de mamíferos,

no significa algo conceptualmente diferente de losexperimentos originales de Gurdon. En vez de utilizarel núcleo de una célula epitelial de la piel de una rana,Wilmut trasplantó el núcleo de una célula epitelial deuna glándula mamaria a un huevo enuclado de unaoveja para crear el clon de Dolly (Figura 3). Técnicassimilares permitirán clonar individuos de cualquierespecie, incluida la humana. Por su parte, en 1920,varios años antes del trabajo de Gurdon, HildeProescholdt Mangold (Figura 4) se incorporaba allaboratorio de Hans Spemann (Figura 5), en elInstituto de Zoología de la Universidad de Friburgo.HP Mangold disecó pequeñas regiones de un embriónprecoz de rana (embrión donante) y los injertó envarias posiciones en un segundo embrión (embriónreceptor). El objeto de tales experimentos de trasplanteembrionario era identificar regiones del embrión quepudieran influir el desarrollo potencial de regionesvecinas. En condiciones normales la región dorsal delos embriones vertebrados da lugar al cerebro, médulaespinal y columna vertebral; de la región ventral se ori-ginan estructuras no neurales como la piel, los mús-culos y la sangre. Cuando Mangold trasplantó unpequeño trozo del futuro tejido dorsal de un embrión

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Receptor

Ovocito sinfertilizar

Destruccióndel núcleo conradiación UVA

Ovocitoenucleado

Donante

Desarrollo delembrión ablástula

Células de la piel delas que se obtiene el núcleo

Inyección delnúcleo donante

Renacuajo

Rana adulta

Figura 2. Experimento de J Gurdon. Cada célula de un organ-ismo adulto contiene toda la información genética necesariapara hacer un individuo completo (Modificada dde: Bier. Pg 9).

donante a la región ventral de un embrión receptor,obtuvo un renacuajo con dos cabezas; la propia en laregión dorsal y otra ectópica ventral. Se propuso queeste acontecimiento inductor estaba orquestado por unconjunto de células organizadoras dorsales (“organi-zador de Spemann”, Figura 6). Estos experimentos levalieron a Spemann la concesión del Premio Nobel deFisiología o Medicina en el año 1935 (Mangold habíamuerto años antes a causa de un accidente casero).

La confluencia de técnicas derivadas de las des-critas —clonaje y reprogramación celular— conduciráal desarrollo de terapias celulares —clonaje tera-péutico, ingeniería tisular— que vencerán las dificul-tades existentes en los procesos deinmunocompatibilidad y rechazo de injertos, y queevitarán la utilización de fármacos inmunosupresoresy los complicados protocolos de inmunomodulación.Sin embargo, tales técnicas han reabierto un debate yaañejo. En 1966, Marshall W Nirenberg (Figura 7)

realizó unas reflexiones con motivo de su conferenciade aceptación del premio “Research Corporation’66”,luego reproducidas como Editorial en la revistaScience (11 agosto 1967):

Nueva información en el campo de lagenética bioquímica está aflorando coninusitada rapidez.. Hasta ahora, este conoci-miento ha tenido poca repercusión sobre elhombre. Habrá que recabar más informaciónantes de que sea posible su aplicación práctica.Los problemas técnicos que habrán de supe-rarse son formidables. Sin embargo, cuandotales obstáculos hayan sido superados ese cono-cimiento tendrá una gran influencia sobre elfuturo de la humanidad. El hombre podráincidir sobre su propio destino biológico. Talpoder puede ser utilizado sabia o perversa-mente en beneficio o en contra de la humanidad.


Figura 3. “Dolly”.

Figura 44. Hilde Proescholdt Mangold (1898-1924) llegó al lab-oratorio de Hans Spemann, en el Instituto de Zoología enFriburgo, en la primavera de 1920 y procedente de laUniversidad de Frankfurt. Spemann aconsejó a Hilde trasplan-tar diversas zonas de una gástrula no pigmentada de tritón endiferentes posiciones de otra gástrula pigmentada de tritón. Enmayo de 1921, Proescholdt obtuvo un embrión que tenía untubo neural secundario (Modificada dde: Bier. Pg 32).

Salvador Luria ha dicho: “el progreso de laciencia es tan rápido que crea un conflicto entreel poder que pone en manos del hombre y lascondiciones sociales en que ese poder esejercido. Ni las precauciones de los científicos,ni una adecuada información pública, ni lasabiduría ciudadana puede compensar las insu-ficiencias del entramado institucional parahacer frente a las nuevas situaciones”.

Aunque el público tiene alguna idea de losrecientes desarrollos en genética bioquímica,apenas tiene una vaga noción de lo que puedeacaecer en el futuro; ello a pesar de losesfuerzos de los científicos para informar a lasociedad de los probables futuros desarrollos.

¿Dónde estamos hoy? Se conoce el lenguajegenético, y parece establecido que la mayoría si

no todas las formas de vida en este planeta uti-lizan, con mínimas variaciones, el mismo len-guaje. Mensajes genéticos simples puedensintetizarse mediante procesamiento químico.La cirugía genética, realizada en microorga-nismos, es una realidad. Los genes pueden seridentificados, escindidos y aislados de una cepabacteriana e insertarse en otra, con lo que cam-biará genéticamente. Tales cambios son heredi-tarios. Hasta la fecha no ha sido posibleprogramar células de mamíferos de estamanera.

¿Qué puede esperarse en el futuro?Mensajes genéticos cortos pero con alto con-tenido informativo serán sintetizados medianteprocesos químicos. Dado que las instruccionesestarán escritas en el lenguaje que las célulaspueden comprender, los mensajes se utilizaránpara programar células. Las células llevarán acabo las instrucciones y los programas se here-darán. Desconozco cuanto tiempo habrá depasar antes de que puedan programarse célulascon mensajes químicamente sintetizados.Ciertamente los obstáculos experimentales sonformidables. Sin embargo, no tengo la menorduda que tales obstáculos serán vencidos. Laúnica duda es cuando. Creo que las célulasserán programadas con mensajes sintetizadosen los próximos 25 años. Si los esfuerzos seintensifican, las bacterias podrán ser progra-madas en no más allá de cinco años.

El punto que requiere un énfasis especial esque el hombre será capaz de programar suspropias células con información sintetizadaantes de que sea capaz de valorar adecuada-mente las consecuencias a largo plazo de talesmanipulaciones, antes de que sea capaz de for-mular objetivos, y antes de que sea capaz deresolver los problemas éticos y morales que hande surgir. Cuando el hombre llegue a ser capazde instruir a sus propias células, deberá abste-nerse de hacerlo hasta que disponga de la sabi-duría suficiente para utilizar este conocimientoen beneficio de la humanidad. Pongo sobre eltapete este problema ante la necesidad de resol-verlo, porque las decisiones que conciernen a laaplicación de este conocimiento deben ser


Figura 5. Hans Spemann (1869-1941) obtuvo el Premio Nobelde Fisiología o Medicina 1935 “por su descubrimiento delefecto organizador en el desarrollo embrionario”.

tomadas, en último caso, por la sociedad, y solouna sociedad informada puede tomar decisionessabiamente.- Marshall W. Nirenberg, NationalHeart Institute (Will Society Be Prepared?.Science 157: 1967)

TERAPIA CELULAR

Consecuencia del trabajo pionero de Martin Evanscon células de ratón en la década de 1970s, el númerode la revista Science correspondiente al día seis denoviembre de 1998 incluyó el artículo “Líneas celu-lares troncales embrionarias derivadas de blastocistoshumanos”, firmado por James A Thomson y cols. Losautores reseñan en el resumen de su trabajo:

“Se describen líneas celulares pluripotentes,derivadas de blastocistos humanos, que tienencariotipos normales, expresan altos niveles de

actividad telomerásica y expresan marcadoresde superficie celular específicos de células tron-cales embrionarias pero no característicos deotros linajes tempranos. Tras la proliferaciónindiferenciada in vitro durante 4 a 5 meses,tales células mantienen el potencial de des-arrollo para formar trofoblasto y derivados delas tres capas germinales embrionarias, inclu-yendo epitelio digestivo (endodermo); car-tílago, hueso, músculo liso y músculo estriado(mesodermo), y epitelio neural, gangliosembrionarios y epitelio escamoso estratificado(ectodermo). Tales líneas celulares podrían serútiles en biología del desarrollo, en el descubri-miento de fármacos y en trasplante médico.”

Una semana después, John D Gearhart y cols publi-caron en la Revista de la Academia de Ciencias de losEE.UU. la obtención de células troncales pluripotentesa partir de células primordiales germinales de fetoshumanos:

“Células troncales pluripotentes humanasserán de incalculable valor para estudios invitro de aspectos de la embriogénesis humana.Con el objetivo de establecer líneas celularestroncales pluripotentes, se cultivaron cordonesgonadales —procedentes de fetos de 5-9semanas— que contienen células germinalesprimordiales (PGCs)... Tras un periodo de 7-21días, las PGCs dieron lugar a colonias (cuerposembrioides) multicelulares semejantes a lascélulas troncales pluripotentes murinas... Elestudio de los cuerpos embrioides mostró unagran variedad de tipos celulares, incluyendoderivados de las tres capas embrionarias. Sobrela base de su origen y propiedades demos-tradas, los cultivos derivados de PGCshumanas cumplen los criterios de células tron-cales pluripotentes”.

A la vista de las repercusiones de tales logros, larevista Time predijo, en el año 2000, que la ingenieríatisular sería el tema más candente del siglo entrante.No existen dudas sobre la necesidad acuciante de pro-ductos destinados a la medicina regenerativa, untérmino que acoge una variedad de estrategias parareparar o para reemplazar tejidos dañados o enfermos.La edad media de la población occidentalizada incre-


Músculo, sangrecorazónSistema

nervioso

Piel Intestino

Embrión de rana Renacuajo

Vista interna

Vista externa

ObtenciónInjerto

Organizador de Spemannemite señales

Donante Receptor Embrión transplantado

Organizadorde Spemannderivado deldonante

Renacuajo normal

Vista dorsal

Eje normal

Vista interna

Renacuajo injertadoEje inducido

Derivado delreceptor Derivado del

injerto

Figura 6. La presencia de centros organizadores: el experi-mento de Hilde Proescholdt Mangold – Hans Spemann(Modificada dde: Bier. Pg 31).

menta progresivamente y, con ello, la incidencia desituaciones degenerativas como osteoporosis, diabetes,enfermedad cardiovascular o las enfermedades deParkinson y de Alzheimer. La medicina regenerativapromete soluciones más permanentes que las de laactual farmacología.

El cuerpo humano conserva, a lo largo de su vida,una cierta capacidad regenerativa. Por ejemplo, lasangre, la piel o el epitelio digestivo están en continuarenovación; por su parte, hígado, huesos, músculos yvasos sanguíneos, comparten una capacidad limitadade autorreparación. Sin embargo, tras un traumatismoo una enfermedad graves, en donde existe un dañotisular extenso, la capacidad de regeneración de lostejidos adultos no es suficiente para enfrentarse con eldaño producido. En muchos casos, se produce untejido cicatrizal que es funcionalmente ineficaz (porejemplo, en la cirrosis hepática o tras un infarto del

miocardio). Cuando órganos o tejidos están irrepara-blemente dañados, tienen que ser reemplazados por unórgano artificial o por un órgano donado, para garan-tizar la supervivencia del organismo afectado. Sinembargo, a pesar de los avances en este campo, losórganos artificiales raramente pueden ser utilizadosdurante largo tiempo ni aseguran la totalidad de lasfunciones del órgano perdido. Por su parte, el tras-plante de órganos plantea problemas biológicos y, antetodo, la disponibilidad de donantes es el principalfactor limitante. Ante esto último, una solución muycontrovertida es el xenotrasplante (transferencia decélulas, de tejidos o de órganos completos, desde unaespecie a otra), fundamentalmente ante la posibilidadde infecciones cruzadas entre especies.

Por todo ello, la medicina regenerativa —untérmino no aceptado unánimemente— es una buenaalternativa para la reparación o el reemplazamiento decélulas, de tejidos y de órganos. William Haseltine,presidente y director ejecutivo (CEO) de HumanGenome Sciences (Rockville, MD) señala que lamedicina regenerativa se desarrollará en cuatro fases.La primera es reproducir los mecanismos de repa-ración que pone en marcha el organismo mediante lautilización in vivo de factores de crecimiento. Lasegunda contempla la implantación de tejidos o deórganos compuestos fuera del organismo tras la identi-ficación de los factores involucrados en su morfogé-nesis. Un hecho importante es que de los 35000-40000genes que forman el genoma humano solo 200 de ellosson genes maestros o controladores del crecimiento yde la diferenciación celulares y ellos jugarán un papelestelar en el desarrollo de la medicina regenerativa. Latercera utilizará tecnologías que rejuvenezcan tejidosdeteriorados por la edad mediante la reprogramaciónde los relojes biológicos celulares; por ejemplo, reju-venecer la piel envejecida del anciano. La fase finalexplotará la ciencia ahora emergente de la nanotecno-logía y la ciencia de materiales, que facilitaránmatrices de soporte al componente celular; ello con elobjetivo de construir órganos, sólidos o huecos,mediante la imbricación de células y de andamiajes.

De momento, los elementos mejor conocidos sonlos factores de crecimiento que ya se manejan en pro-tocolos encaminados a la regeneración de hueso, piel,cartílago, neuronas, miocitos, miocardiocitos y vasossanguíneos y, también, en los protocolos de diferen-


Figura 7. Marshall W Nirenberg (n 1927) compartió el PremioNobel de Fisiología o Medicina 1968 con Robert W Holly(1922-1993) y Gobind H Khorana (n 1922), “por su inter-pretación del código genético y su función en la síntesis deproteínas”.

ciación de células madres o troncales en tipos celularesespecíficos (1ª Fase de Haseltine). Ya en la década de1960s Stanley Cohen y Rita Levi-Montalcini (Figura8) habían identificado los factores de crecimientofibroblástico y nervioso, y por lo que recibieron elPremio Nobel de Fisiología o Medicina de 1986; y en1965 se observó el efecto promotor de crecimientoóseo de hueso pulverizado, lo que condujo a la identi-ficación y aislamiento de proteínas morfogénicas delhueso. También, la segunda fase de Haseltine ha ini-ciado sus primeros pasos que se han encaminado haciala fabricación de un compuesto dermo-epidérmicoindicado en el tratamiento de quemaduras y de úlcerastórpidas. Tal piel artificial, que incorpora células pri-marias cutáneas susceptibles de transfección génica,abre las puertas a una terapia génica cutánea con obje-tivos locales (expresión de péptidos bactericidas y/o defactores de crecimiento angiogénico, epidérmico ofibroblástico) a efectos de proporcionar un “bioa-pósito”, o generales (expresión de insulina o factorantihemofílico, por ej.) a efectos de injertar un biorre-actor productor de una proteína específica.

Uno de los principales retos de la terapia celular ensus diferentes versiones es el aprovisionamientocelular; células que deben ser uniformes en tipo ycalidad, fácilmente disponibles y rigurosamente libresde patógenos. Las células utilizadas pueden ser célulasprimarias como las cutáneas que mantienen supotencial de multiplicación durante toda la vida, océlulas troncales o madres que retienen la capacidad dediferenciarse en diferentes tipos celulares. El estableci-miento de líneas de células troncales pluripotentes(CTPs) inmortales ofrece una poderosa herramientapara la investigación in vitro de los procesos de des-arrollo celular y organísmico. Tales células tambiénofertan un impresionante potencial de aplicaciones clí-nicas al servir como fuente inagotable de células paratrasplante y terapéutica regenerativa.

Las células troncales o madres tienen la capacidad,en cultivo, de dividirse durante periodos indefinidos yde dar lugar a células especializadas (Figura 9). Talescélulas se comprenden mejor en el contexto del des-arrollo humano normal. Un individuo comienza su


Figura 8. Stanley Cohen (n 1922) y Rita Levi-Montalcini (n 1909) fueron galardonados con el Premio Nobel de Fisiología o Medicina1986 “por sus descubrimientos de factores de crecimiento”.

desarrollo a partir de la fertilización de un oocito ohuevo por un espermatozoide; un encuentro por el quese forma una célula con el potencial necesario paraformar un organismo completo. Este huevo fertilizadoes totipotente; ello quiere decir que su potencial estotal. En las primeras horas tras la fertilización, estacélula se divide en células idénticas e igualmente toti-potentes; ello significa que cualquiera de esas células,si se implantara en un útero, tiene el potencial paraformar un feto. En efecto, gemelos idénticos se des-arrollan cuando dos células totipotentes se separan ydesarrollan dos individuos; dos seres humanos genéti-camente idénticos. Aproximadamente cuatro días trasla fertilización y tras varios ciclos de divisiones celu-lares que conforman una esfera celular maciza conaspecto de una mora (mórula), tales células totipo-tentes comienzan a especializarse, formando unaesfera celular hueca denominada blastocisto. El blasto-cisto tiene una capa externa de células y, dentro de lacavidad y en una zona determinada, una aglomeraciónde células denominada “masa celular interna”. En un


Célula totipotente

Célula troncalpluripotente

Célula troncalhematopoyética

Célula troncalmultipotente

Eritrocito LeucocitoPlaqueta

Célulasespecializadas

Figura 9. Diferentes células troncales.

implantacióndel blastocisto

DÍAS 8-9

zonapelúcida

masa celularinterna

blastoceleblastocistotemprano

mórula de8 célulascompacta

mórula de8 células

2células

primeradivisión

cigoto

fecundación

ovulación

4células

ovario

DÍAS 6-7

DÍA 5

DÍA 4

DÍA 3-4

DÍA 2

DÍA 1

DÍA 0

oocito

Figura 10. La compleja marcha del embrión: diferentes estadios de la etapa pre-embrionaria (Modificada dde: Kirschstein y Skirboll.Pg A-4).

estadio posterior (gástrula), la capa exterior de célulasdará lugar a la placenta y a otros tejidos de soporteembrionario necesarios e imprescindibles para el des-arrollo fetal en el útero (Figura 10). De la masa celularinterna derivarán la totalidad de los tipos celulares queforman un individuo adulto (Figura 11).

Aunque cualquiera de las células (blastómeros) dela masa celular interna del blastocisto puede dar lugara la totalidad de los tipos celulares que forman un indi-viduo adulto, ellas no tienen la capacidad de construirun individuo porque son incapaces de formar la pla-centa y los tejidos de soporte necesarios para el des-arrollo del feto en el útero. Las células de la masacelular interna son pluripotentes; ello porque soncapaces de dar lugar a la mayoría pero no a todos lostipos celulares que son necesarios para el desarrollofetal. Dado que su potencial no es total, no son totipo-tentes y no son embriones. En efecto, si cualquiera delas células de la masa interna se colocara en un úteromaterno no desarrollaría un feto. Las células troncalespluripotentes sufren una especialización progresiva encélulas madres comprometidas a dar lugar a célulascon una función definida; por ejemplo, células madreshematopoyéticas que darán lugar a las diferentesestirpes celulares sanguíneas (eritrocitos, leucocitos yplaquetas) o células madres cutáneas que darán lugar alas células de la piel. Tales células madres más espe-cializadas se denominan multipotentes. Mientras quelas células pluripotentes son esenciales en los des-arrollos embrionario y fetal, las células multipotenteslo son en la infancia y en la edad adulta. Por ejemplo,una de las células madres mejor conocida es la célulamadre hematopoyética que reside en la médula ósea —aunque pueden encontrase en muy escaso número en lasangre circulante— a lo largo de toda la vida de unindividuo; tal célula madre es responsable de mantenerla homeostasis celular sanguínea; ello reponiendo loshematíes, leucocitos y plaquetas que son continua-


ectodermo (capa externa) mesodermo (capa media) endodermo (intermedia) células germinales

epidermocitos melanocitos miocitos hematocitos célulapancreática

neumocito óvulo

Cigoto

Mórula

Blastocisto

Gástrula

neuronas cardiocitos nefrocitos músculoliso

célulatiroidea

espermatozoo

Figura 11. Diferenciación de los tejidos humanos a partir delas tres láminas embrionarias (Modificada dde: Kirschstein ySkirboll. Pg 2).

Tabla 1

Célula germinal Célula reproductora: oocitos y espermatozoides.Célula germinal primordial Célula fetal precursora de las gónadas.

Célula pluripotenteCélula capaz de dar lugar a cualquiera de los tipos celularesderivados de las tres capas embrionarias (linajes ecto-, meso- yendodérmico).

Célula somática Cualquier célula no reproductora de un organismo. Por ejemplo,cardiomiocito, hepatocito, leucocito, neurona, plaqueta, etc.

Célula totipotente Célula con capacidad de producir los tejidos extraembrionarios, elembrión y la totalidad de los tejidos y organos fetales.

Célula troncal Cualquier célula capaz de dividirse indefinidamente en cultivo ycapaz de dar lugar a células especializadas. Sinón.: célula madre.

TeratocarcinomaTumor maligno formado a expensas de tejidos embrionarios y, enocasiones, de los tejidos extraembrionarios. Se localiza, preferente-mente , en los testículos.

Transferencia nuclear de células somáticas La transferencia de un núcleo de una célula somática a un oocito alque se ha extraído del núcleo. Sinón.: clonaje.

mente destruidos. Una persona no puede vivir sincélula madres hematopoyéticas (Tabla 1 y Figura 12).

En la actualidad, células troncales pluripotenteshumanas pueden obtenerse de varias fuentes. Thomsonet al aislaron CTPs directamente de la masa celularinterna de pre-embriones humanos en estadio blasto-cístico. Los investigadores recibieron embriones FIV(fertilización In Vitro) excedentes de las necesidadesestablecidas para tratamientos de infertilidad. Losembriones fueron obtenidos con propósitos de repro-ducción, no de investigación. Tras la obtención delconsentimiento informado y aprobación de las parejasdonantes, el equipo investigador disoció las células dela masa celular interna y, tras cultivarlas, obtuvo unalínea de células troncales pluripotentes. Por su parte, elequipo de Gearhart et al aisló células troncales pluri-potentes de tejido fetal obtenido de embarazos inte-rrumpidos. Tras la obtención del consentimientoinformado y la aprobación de las parejas progenitorasque habían tomado la decisión de abortar, los investi-gadores tomaron células (células primordiales germi-

nales) del tejido fetal destinado a formar ovarios o tes-tículos. Aunque las células desarrolladas en los labora-torios de Thomson y de Gearhart derivaron de fuentesdiferentes, parecen muy similares en sus comporta-mientos (Figura 13).

Hay otras dos posibilidades para obtener célulatroncales pluripotentes. Una, células carcino-embrio-narias derivadas de teratocarcinomas. Mientras que lascélulas troncales derivadas de la masa celular internadel blastocisto y las derivadas de la gónada primitivafetal, son diploides, las líneas celulares carcino-embrionarias son típicamente aneuploides por lo queno son un modelo apropiado de un desarrollo normal.Por otro lado, la utilización de transferencia nuclearcelular somatica (TNCS) puede ser otra vía por la quepueden obtenerse CTPs. En estudios con animales uti-lizando TNCS, los investigadores toman un oocitoanimal normal del que extirpan el núcleo. El materialrestante del oocito enucleado contiene nutrientes yotros factores que son esenciales para el desarrollo delembrión. Luego, una célula somática (cualquier célula


Hueso

Célula NK

Célulaprogenitor

linfoide

Célula madrehematopoyética

Célula madretotipotente

Linfocitos T

Linfocito B

Célula progenitormieloide

NeutrófiloBasófilo

Eosinófilo

Monocito/macrófago

Plaquetas

Eritrocitos

Hueso (o cartílago)

Osteoblasto

OsteocitoPre-osteoblasto

Célula madremúsculo-esquelética

Célula madre hepatocítica

Célula madrehematopoyética

Adipocitomedular

AdipocitoOsteoclasto

Pericito

Vasosanguíneo

Matrizósea

Célulaestromal

Célula madreestromal

Figura 12. Diferenciación de las células troncales hematopoyéticas y estromales, de la médula ósea (Modificada dde: Kirschstein ySkirboll. Pg 33).

que no sea un oocito o un espermatozoo) se pone encontacto con el oocito al que se extirpó el núcleo; con-tacto tras el que se fusionan ambas células. La célularesultante de la fusión es una célula totipotente cuyosdescendientes celulares pronto formarán un blasto-cisto, cuyas células de la masa celular interna puedenutilizarse como CTPs. Una variante de este procedi-miento, ampliamente debatida, es el clonaje tera-péutico por el que se obtiene un blastocisto a partir dela transferencia del núcleo de una célula somática deun enfermo a un oocito anucleado donado. En esteúltimo caso, las células troncales pluripotentes seránutilizadas en beneficio del propio enfermo; ello, pro-duciendo el tipo celular adecuado para reemplazar eltejido enfermo causante de su enfermedad.

Varias son las razones que justifican el aislamientoe investigación de las células troncales pluripotentes.En el plano más fundamental, las CTPs pueden ayudara comprender los complejos acontecimientos queocurren durante el desarrollo o morfogénesis. En estecontexto, un objetivo primario es la identificación de

los factores involucrados en el proceso de toma dedecisiones que resulta en la especialización celular. Seconoce que la activación y el silencio génicos sonesenciales en este proceso, pero se desconocen losmecanismos que los controlan. Algunas de las condi-ciones médicas más comprometidas tal como el cáncero las malformaciones congénitas se deben a aberra-ciones en la especialización o en la división celular. Unmejor conocimiento del proceso morfogénico en con-diciones normales permitiría atajar aquellas situa-ciones patológicas. La investigación con CTPs podríamodificar las estrategias de diseño de fármacos máseficaces y más seguros. Las CTPs humanas sonmodelos fiables para servir de primer filtro en elestudio de nuevos fármacos; sólo aquellas moléculasque superaran este primer filtro pasarían a ser compro-badas en animales de laboratorio y, por último,incluidas en ensayos clínicos. Pero el objetivo másambicioso es la utilización de las CTPs en “terapiacelular”. Numerosas enfermedades son el resultado deaberraciones de la función celular o de destruccióntisular. Hoy, las células y órganos donados son la única


FIV

TNCS

Fusión

Célulastotipotentes

(mórula)

Blastocisto Feto Adulto

Testocarcinomatesticular

Célulasmasa interna

Célulasgerminalesprimordiales

Cultivo célulastroncales pluripotentes

Movilizacióncélulas

troncales

Plasticidad(reprogramación)

Células / tejidosterapéuticos

Médula Neuronas Miocardiocitos Islotes

… etc

Figura 13. Obtención de células troncales a partir de la masa celular interna del blastocisto, de las células germinales primordialesdel feto, de células troncales del adulto o de un teratocarcinoma.

alternativa para sustituir o reparar los tejidos lesio-nados. Desafortunadamente, el número de personasque esperan un órgano o tejido supera con creces lasdisponibilidades. Las CTPs, estimuladas para des-arrollar células especializadas, ofrecen la posibilidadde disponer de una fuente inagotable de células y detejidos para tratar un amplio abanico de patologíascomo las enfermedades de Alzheimer y de Parkinson,lesiones de la médula espinal, infartos cerebral o mio-cárdico, diabetes, etc. No hay, prácticamente, campoalguno de la medicina ajeno a esta innovación tera-péutica. Por ejemplo, el trasplante de cardiomiocitosrepresenta una nueva esperanza a miles de pacientesque padecen insuficiencia cardiaca, o el trasplante decélulas beta-pancreáticas puede mitigar la necesidadde insulina en pacientes diabéticos.

Sin embargo, la tecnología de las CTPs distamucho de estar dominada. En primer lugar, no estáresuelta la cadena de acontecimientos que dirigen auna CTP hacia la especialización deseada, y lo másimportante, el trasplante de CPPs está sometido a lasmismas reglas de compatibilidad que el trasplante deórganos y de tejidos. Sólo el clonaje terapéutico —una

modalidad de TNCS— evita los problemas de rechazo;ello porque las CTPs derivan de un blastocisto genéti-camente idéntico al núcleo donado por el propiopaciente.

Tal como se ha indicado, células troncales multipo-tentes se encuentran en algunos tipos de tejidosadultos. De hecho, se indicó, tales células troncalesson necesarias para reponer las células que, normal-mente, se destruyen y/o eliminan del organismo(células sanguíneas, células epiteliales digestivas,células epidérmicas cutáneas). Células troncales multi-potentes no se encuentran en todos los tejidos adultos,pero el catálogo se amplia cada día. Por ejemplo, undogma bien aceptado establecía que el sistema ner-vioso central era estable y carente de células conpotencial regenerador; sin embargo se han identificadoy aislado células troncales neurales en ciertas áreascerebrales.

Por su parte, solo recientemente se han tenidopruebas de que células multipotentes como, porejemplo, células troncales hematopoyéticas pudieranreprogramarse para producir células cutáneas, hepato-citos u otro tipo celular diferente a una célula troncalhematopoyética o a algún tipo específico de célula san-guínea, como cabía esperar. Diferentes modelos ani-males han demostrado que algunas células troncalesadultas son capaces de reprogramarse y diferenciarseen diversos tipos de células especializadas, diferentesde la línea celular primitiva. Por ejemplo, en el ratón seha demostrado que célula troncales neurales colocadasen la médula ósea producen diversas células san-guíneas; y en la rata, célula troncales encontradas en lamédula ósea son capaces de producir hepatocitos yneuronas (“transformación de sangre en hígado o encerebro”). En todo ello, el ambiente celular parece serdeterminante. Tales hallazgos sugieren que inclusodespués de que una CTP ha comenzado la especiali-zación, tal célula puede, bajo determinadas condi-ciones, ser más flexible de lo que un principio se pensó(Figura 14).

La investigación con células troncales adultashumanas sugiere que las células multipotentes tienenun gran potencial de utilización en investigación y enel desarrollo de terapias celulares. Por ejemplo, seríade gran utilidad el empleo de células troncales adultasen trasplante. Si pudieran aislarse células troncales


Hígado

CerebroCélulas madre

SNC

Médulaósea

Hueso

Músculoesquelético

Célulasanguínea

Célula estromalmédula ósea

Célulaepitelial

Neurona

Glia

Vasosanguíneo

Cardiomiocito

Adipocito

Figura 14. Plasticidad o interconversión funcional, entre célu-las troncales del adulto (no humanas) (Modificada dde:Kirschstein y Skirboll. Pg 27).

adultas de un paciente, inducir su división y dirigir suespecialización y, luego, retrasplantarlas al paciente, esindudable que tales células pasarían desapercibidas alsistema de vigilancia inmunológico siendo aceptadas.Ello evitaría la necesidad de acudir a blastocistoshumanos como fuente de células troncales evitando lapolémica ético-legal existente.

Sin embargo existen limitaciones a dicha estrategia.En primer lugar, no todos los tejidos adultos pareceque poseen células troncales disponibles; en segundolugar, las células troncales adultas son difíciles deaislar y purificar y existen en cantidades mínimas; unacantidad que disminuye con la edad. Por ejemplo,células cerebrales capaces de actuar como células tron-cales neurales sólo han podido ser obtenidas a partir deprocedimientos neuroquirúrgicos en pacientes epilép-ticos, lo que no es un procedimiento trivial. Cualquierintento para usar células troncales del propio cuerpo deun paciente requiere que tales células puedan ser,primero, obtenidas y, luego, cultivarlas en cantidadsuficiente para utilizarlas terapéuticamente. Enalgunas situaciones agudas puede ser que no haya

tiempo sufriente para completar el “proceso de fabri-cación”. En otros casos, como los debidos a un defectogenético, puede ser que el mismo defecto que se pre-tende combatir afecte a las propias células troncales;en tal caso las células troncales del paciente no seránapropiadas para el trasplante; en este caso, la combi-nación de terapia génica puede obviar el problema.También, las células troncales adultas pueden albergarerrores del ADN propios de las células adultas.Además, no está claro que las células troncales de losadultos sean pluripotentes en el sentido que los son lasCTPs del blastocisto. Todo ello son puntos débiles,hoy —seguro que resueltos mañana—, en la utilidadpotencial de la terapia con células troncales adultas.

In vitro, la diferenciación de células troncalesembrionarias sucede cuando las señales de autorrepli-cación provenientes de factores de crecimiento no sonsuficientes en el medio de cultivo. La naturalezaexacta de tales señales se desconoce en el momentoactual, aunque parece que son suministradas por loscebadores (fibroblastos) del medio de cultivo. Las pro-piedades distintivas de las células en estadio pluripo-


Dos puntos de vista conceptuales de las células troncales

Cambioirreversible

La descendencia de lascélulas troncales sufreun cambio irreversible

que elimina supropensión a sercélulas troncales

Tendenciagradual

La tendencia de lascélulas troncales aserlo disminuye de

forma gradual segúnmaduran los

descendientes

Tradicional EvolutivaCélula madre

en reposo

Célula madreactivada

Progenitorpluripotente

Progenitorcomprometido

Progenitorlinaje Y

Progenitorlinaje X

Célulapre-Y2

Célulapre-X1

Célulapre-X2

Célulapre-Y1

Célula X1 Célula Y2

Célula X2 Célula Y1

Figura 15. Dos puntos de vista conceptuales de las células troncales (Modificada dde: Blau, Brazelton y Weimann. Pg 837).

tente incluyen la expresión de fosfatasa alcalina y devarios marcadores en la superficie celular. Dos carac-terísticas moleculares adicionales de las célulasmadres son las expresiones de telomerasa y de unfactor de transcripción específico (Oct 3 / 4). La telo-merasa es la enzima responsable del mantenimiento delos telómeros en los extremos cromosómicos y seexpresa, únicamente, en células embrionarias y de lalínea germinal; por el contrario, la mayoría de lascélulas somáticas no muestran actividad telomerásicacon lo que sus telómeros se acortan con cada divisióncelular —un mecanismo involucrado en la senescenciacelular—. La expresión del factor de transcripciónseñalado se encuentra, exclusivamente, en célulasembrionarias precoces y en la línea germinal y es nece-sario para la formación de la ICM. En cualquier caso,mientras que la ciencia de las células troncales pro-gresa sobre bases cada vez mejor establecidas, lapolítica sobre sus posibilidades es mucho menos clara.

Como ha sido indicado, la obtención de CTPshumanas ha desencadenado enormes expectativassobre la base de su posible utilización en el estudio dela biología del desarrollo y en aplicaciones humanasque incluye el trasplante celular. El objetivo primarioes manipular la diferenciación de células ES humanasde tal manera que puedan obtenerse, in vitro o in vivo,una población uniforme de precursores o, incluso,células completamente diferenciadas. Hasta elmomento, los resultados obtenidos permiten agruparlos factores de diferenciación en tres grupos: los queinhiben los linajes endodérmico y ectodérmico peropermiten la diferenciación de células mesodérmicas(TGF-?1 y activina-A); un grupo que incluye factoresque permiten o inducen la diferenciación en célulasectodérmicas y mesodérmicas (ácido retinoico, bFGF,BMP-4 y EGF), y un tercer grupo que permite la dife-renciación de los tres linajes embrionarios (NGF yHGF). La comparación de las diferenciaciones espon-tánea e inducida, mediante factores de crecimiento,sugiere que la mayoría de tales factores inhibe la dife-renciación de tipos celulares determinados y que elefecto negativo es más pronunciado que un hipotéticoefecto inductor. Tal comportamiento apunta a que ladiferenciación específica pudiera conseguirse utili-zando inhibidores (follistatina, noggina) que bloqueanfactores de crecimiento endógenos producidos durantela diferenciación.

En resumen, las células troncales han sido conside-radas como células indiferenciadas capaces de proli-ferar, autorregenerarse, productoras de una numerosaprogenie de células diferenciadas y regeneradoras detejidos. Generalmente se pensó que sólo las célulastroncales embrionarias son pluripotentes, dado quedurante las fases más precoses del desarrollo tal plasti-cidad es crítica. Numerosos datos han demostrado estesupuesto y la diferenciación de células troncalesembrionarias en un amplio rango de tipos celularesestá bien documentada in vivo e in vitro. Por el con-trario, el punto de vista tradicional respecto a lascélulas troncales en el adulto restringe su potencialregenerativo y de diferenciación a los tejidos en queresiden. Son ejemplos válidos los hepatocitos que pro-liferan tras hepatectomía parcial, las células troncaleshematopoyéticas que reconstruyen la población hema-tocítica tras irradiación letal, las células satélites mus-culares que reparar el músculo esquelético dañado olos precursores queratinocíticos que participan en lacicatrización de las heridas. Además de la capacidad


Figura 16. Transiciones en la identidad y diferenciación celu-lares. Además de las células troncales tejido-específicas, algu-nas células troncales pueden viajar a través del sistema circula-torio. La flexibilidad es la característica distintiva de éste sis-tema celular, que permite la regeneración tisular a partir decambios en el destino celular en respuesta a las necesidades.Los “carteles publicitarios”, situados a la entrada de los difer-entes circuitos locales, representan las señales de localización yde diferenciación que especifican el “nuevo” destino de lascélulas reclutadas (Modificada dde: Blau, Brazelton y Weimann.Pg 830).

de reparación del tejido dañado, las células troncalesjuegan un papel clave en el mantenimiento de la home-ostasis tisular, por ejemplo asegurando las dotacionescelulares sanguínea y cutánea. Invariablemente, losdiagramas de la diferenciación de la progenie de lascélulas troncales del adulto han sido lineales e irrever-sibles, mostrando una progresión ordenada a lo largode una vía perfectamente definida que concluye en untipo celular terminal diferenciado (Figura 15).

Sin embargo, este punto de vista del potencialcelular troncal del adulto ha sido revisado reciente-mente. Se ha demostrado que células derivadas de lamédula ósea no solo garantizan el reemplazamiento delos hematocitos sino que también contribuyen al man-tenimiento de la masa celular del músculo, cerebro,hígado, cerebro y endotelio vascular. Algunos trabajosseñalan un movimiento de tales células troncales en

dirección opuesta y sugieren que células derivadas delmúsculo o del cerebro pueden dar lugar a células san-guíneas. Células estromales de la médula ósea, dis-tintas de las células troncales hematopoyéticas, soncapaces de producir una multitud de tipos celulares.Aunque muchas de tales transiciones celulares se hanobservado, principalmente, tras daño tisular, enalgunos casos tales transiciones entre distintos com-partimientos titulares se han observado en ausencia delesión tisular. Se conoce desde hace décadas quecélulas diferenciadas adultas pueden cambiar sudestino. Por ejemplo, en el adulto se produce transdife-renciación de células del iris productoras de melaninaen células productoras de cristalinas tras la extirpacióndel cristalino, o cuando células musculares diferen-ciadas se fusionan con células maduras procedentes decualquiera de las tres láminas germinales embrionarias(hepatocitos endodérmicos, queratinocitos ectodér-micos o fibroblastos mesodérmicos), la expresión degenes musculares en los núcleos no musculares ocurreen unos pocos días. Estos experimentos, más el clonajede anfibios y de mamíferos, han demostrado que elestado de diferenciación de las células adultas no esfijo e irreversible, sino que está regulado por unproceso dinámico activo que requiere regulación con-


Figura 17. Orquestación de transiciones del destino celulartejido-específico. Los factores involucrados en el desarrolloneuronal incluyen factores de reclutamiento o acogida y decrecimiento que conducen a la expresión de genes caracterís-ticos neuronales (Modificada dde: Blau, Brazelton y Weimann.Pg 835).

Las células troncalescolaboran en la

regeneración deltejido dañado

Miocardiocitosdañados

Células troncalesde adulto

Inyección de células troncalesde ratón adulto en la zona

dañada de la pared ventricularizquierda del corazón

Figura 18. Reparación del músculo cardiaco con células tron-cales procedentes de animales adultos y administradas in situo por vía endovenosa (Modificada dde: Kirschstein y Skirboll. Pg90).

tinua. El descubrimiento de que células troncales deladulto puedan residir originalmente en un tejido yluego contribuir a otro, sugiere un grado previo y des-conocido de plasticidad en la función de las célulastroncales del adulto.

Tales observaciones sugieren que la biología de lascélulas troncales puede ser más compleja de lo hastahace poco tiempo aceptado. El descubrimiento de quecélulas troncales en el adulto, inicialmente residentesen un determinado tejido pueden contribuir a la inte-gridad de otro en un momento dado, sugiere un gradode plasticidad en la función de las células troncales enel adulto hasta ahora desconocido. Ello indica quecambios en el destino celular son una propiedadnatural de las células troncales en el adulto; propiedadque puede estar involucrada en la homeostasis celularfisiológica y en la reparación del daño tisular, a lolargo de la vida de un individuo. Aunque la frecuenciade tales acontecimientos es baja, recientes e insospe-chados hallazgos sugieren que las células troncales enel adulto están en un estado de flujo y que el conceptode células troncales tejido-específicas está obsoleto.De acuerdo con ello, las células troncales en el adultono sólo actúan localmente, en los tejidos en que

residen, sino que pueden ser movilizadas y reclutadasen la circulación para ocuparse en la regeneración dediversos tejidos en sitios distantes. Incluso tipos celu-lares marcadamente especializados pueden reprogra-marse, revirtiendo su estado diferenciado, y contribuiral pul de células troncales circulantes, como handemostrado estudios recientes con células muscularesy con neuronas (Figura 16). De acuerdo con estenuevo punto de vista, al menos algunas células tron-cales del adulto tienen una gran plasticidad y soncapaces de rediferenciarse en microambientes apro-piados. Factores de orientación (homing) atraen a lascélulas troncales circulantes y, una vez reclutadas en elsitio de interés, factores de crecimiento dirigen sureprogramación o rediferenciación (Figura 17). Lomismo es válido para células pluripotentes exógenasintroducidas —vía endovenosa o in situ— para trataruna lesión tisular (Figura 18). Por otro lado, la capa-cidad de actuar como célula troncal puede ser unafunción celular compartida por numerosos tipos celu-lares; de la misma manera que la práctica totalidad delas células de un organismo pueden activar un pro-grama apoptótico en respuesta a determinados tipos deagresión, diversas células del organismo podrían sercapaces de de actuar como células troncales ante deter-minadas señales. Por tanto, una célula troncal no es,necesariamente, una entidad celular particular sino unafunción que puede ser asumida por diversos tipos celu-lares.

Como conclusión, el propósito de la terapia celulares canalizar, in vivo, células humanas multipotentescon alta capacidad proliferativa en programas de dife-renciación específicos; un objetivo que se considerafactible dentro de los próximos cinco años. Un logromás ambicioso es la construcción de órganos, quizásun riñón o un ojo o, incluso, una parte del cerebro; estorepresenta un reto mucho mayor que la “mera” gene-ración de tipos celulares especializados. No menos de25 años habrán de pasar para ello; por ahora sólo hasido posible ingenierizar un sucedáneo dermo-epi-dérmico útil en el tratamiento de quemaduras y deúlceras de distinto tipo. Es posible especular que lareprogramación de una célula troncal queratinocíticaen cualquier otra célula troncal somática pueda, en unfuturo más o menos próximo, tratar una enfermedadespecífica a partir de una simple biopsia de piel delpaciente. Por otro lado, la coincidencia de las terapiasgénica y celular hará, en último término, inagotable tal


Figura 19. Ingeniería tisular: células + biopolímero = órganobioartificial (Modificada dde: Vacanti y Langer. Pg si 32).

estrategia. Más cerca se antoja la combinación de laingeniería celular con andamiajes o matrices de biopo-límeros a efectos de conseguir órganos bioartificiales(ingeniería de tejidos) (Figura 19).

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