Células Madres: Su Historia

Introducción

La comprensión actual de las poblaciones de células madre clonales sólo ha sido validada en los últimos 40 años. Antes de la década de 1960 se creía que todas las células divisorias contribuían al crecimiento y la renovación de los tejidos, y en general se clasificaban como células madre residentes. Sin embargo, una publicación revolucionaria en 1961 redefinió las percepciones existentes de las células madre al aislar una población específica de células auto-renovables en la médula ósea.

 Esta población de células madre en particular se descubrió al infundir un ratón irradiado letalmente con células de la médula ósea capaces de migrar al bazo y de dar lugar a los nódulos de las células hematopoyéticas. Se demostró entonces que las células de los nódulos procedían de una sola célula. Las células capaces de dar lugar a poblaciones clonales se denominaron ‘unidades formadoras de colonias’ y, finalmente, se demostró que eran células hematopoyéticas a corto plazo. 

Desarrollo

Estudios como éste proporcionaron el marco para nuestra comprensión actual de la población de células auto-renovadoras indiferenciadas. La presencia de células madre mesenquimales, un tipo de célula madre adulta, en la médula ósea fue sugerida por primera vez a finales del siglo XIX por Cohneim, quien propuso que los fibroblastos involucrados en la cicatrización de heridas periféricas se derivaban del compartimiento de la médula .

 En la década de 1970, Friedenstein et al. demostró la existencia de células ‘fibroblastoides’ dentro de la médula ósea de un conejillo de indias mediante el lavado de las células en platos de cultivo de plástico y el descarte de las células no adherentes. Las células fusiformes restantes eran heterogéneas en apariencia pero parecían ser capaces de formar colonias in vitro, dando lugar al término de fibroblastos de unidad formadores de colonias. 

Cuando estas células fueron posteriormente trasplantadas a bolsas subcutáneas, formaron con éxito tejido óseo heterotópico. Utilizando métodos similares, Castro-Malaspina et al. aislaron efectivamente los fibroblastos de la unidad formadora de colonias de la médula ósea humana. Desde estos primeros estudios, investigaciones posteriores han demostrado que estas células podrían cultivarse in vitro y diferenciarse en varios tipos de células dentro del linaje mesenquimal.

La caracterización fundamental de las CMM como una población de células verdaderamente multipotentes se atribuye al trabajo realizado por Pittenger y sus colegas en 1999. Antes de este informe, los científicos no estaban seguros de si las CMM de la médula ósea representaban una mezcla heterogénea de células progenitoras comprometidas, cada una de ellas con un potencial restringido, o de células individuales capaces de diferenciarse en grasa, cartílago, hueso y músculo. 

La realización de aspiraciones de médula ósea humana de la cresta ilíaca de más de 350 donantes mediante un procedimiento de aislamiento de gradiente de densidad dio como resultado una población fenotípicamente homogénea de células adherentes. El análisis de citometría de flujo confirmó que más del 98% de estas células adherentes compartían el mismo perfil de marcador de superficie. 

Se aislaron células individuales de esta población y se volvieron a expandir. Se demostró que estas nuevas células descendientes conservan la capacidad de diferenciarse en adipocitos, condrocitos y osteoblastos. Por lo tanto, se demostró que las CMM tienen la capacidad de proliferar ampliamente al tiempo que mantiene su naturaleza multipotente y se identificaron como verdaderas células madre.

 Históricamente, se suponía que los tejidos adiposos funcionaban únicamente como una reserva metabólica responsable del procesamiento, almacenamiento y liberación de materiales de alta energía en forma de colesterol y triglicéridos. Sin embargo, a principios de la década de 1960, los científicos describieron una fracción estromovascular (FVS) dentro de la región adiposa. 

Se demostró que estas nuevas células descendientes conservan la capacidad de diferenciarse en adipocitos, condrocitos y osteoblastos. Por lo tanto, se demostró que las CMM tienen la capacidad de proliferar ampliamente al tiempo que mantiene su naturaleza multipotente y se identificaron como verdaderas células madre. Históricamente, se suponía que los tejidos adiposos funcionaban únicamente como una reserva metabólica responsable del procesamiento, almacenamiento y liberación de materiales de alta energía en forma de colesterol y triglicéridos. 

Sin embargo, a principios de la década de 1960, los científicos describieron una fracción estromovascular (FVS) dentro de la región adiposa. Se demostró que estas nuevas células descendientes conservan la capacidad de diferenciarse en adipocitos, condrocitos y osteoblastos. Por lo tanto, se demostró que las CMM tienen la capacidad de proliferar ampliamente al tiempo que mantiene su naturaleza multipotente y se identificaron como verdaderas células madre. 

Históricamente, se suponía que los tejidos adiposos funcionaban únicamente como una reserva metabólica responsable del procesamiento, almacenamiento y liberación de materiales de alta energía en forma de colesterol y triglicéridos. Sin embargo, a principios de la década de 1960, los científicos describieron una fracción estromovascular (FVS) dentro de la región adiposa. se demostró que las CMM tienen la capacidad de identificar ampliamente al tiempo que mantiene su naturaleza multipotente y se como verdaderas células madre. 

Históricamente, se suponía que los tejidos adiposos funcionaban únicamente como una reserva metabólica responsable del procesamiento, almacenamiento y liberación de materiales de alta energía en forma de colesterol y triglicéridos. Sin embargo, a principios de la década de 1960, los científicos describieron una fracción estromovascular (FVS) dentro de la región adiposa. 

Se demostró que las CMM tienen la capacidad de identificarse ampliamente al tiempo que mantienen su naturaleza multipotente y se como verdaderas células madre. Históricamente, se suponía que los tejidos adiposos funcionaban únicamente como una reserva metabólica responsable del procesamiento, almacenamiento y liberación de materiales de alta energía en forma de colesterol y triglicéridos. 

Sin embargo, a principios de la década de 1960, los científicos describieron una fracción estromovascular (FVS) dentro de la región adiposa. almacenamiento y liberación de materiales de alta energía en forma de colesterol y triglicéridos. Sin embargo, a principios de la década de 1960, los científicos describieron una fracción estromovascular (FVS) dentro de la región adiposa. almacenamiento y liberación de materiales de alta energía en forma de colesterol y triglicéridos. Sin embargo, a principios de la década de 1960, los científicos describieron una fracción estromovascular (FVS) dentro de la región adiposa.

Los embriones producidos por fertilización in vitro fueron obtenidos por Thomson  y cultivados hasta la etapa de blastocisto, típicamente 4-5 días después de la fertilización. A partir de la masa celular interna (que finalmente forma el embrión), se establecieron cinco líneas separadas de hESC y se mantuvieron exitosamente en cultivo durante 6 meses en un estado indiferenciado. 

Las cinco líneas conservaron la capacidad de formar teratomas después de la inyección en ratones inmunodeficientes. El examen histológico de estos teratomas epitelio intestinal, cartílago, hueso, músculo liso, epitelio neural, ganglios y epitelio escamoso estratificado. Reubinoff y sus colegas también describieron hallazgos similares, quienes derivaron dos líneas celulares adicionales de hESC y demostraron la expresión del factor de transcripción Oct-4 en estas células. 

Anteriormente se había demostrado que el 4 de octubre era esencial para el mantenimiento de la capacidad pluripotencial en las CME de los ratones. El desarrollo de las CMEH galvanizó la investigación sobre la embriogénesis humana, el desarrollo de defectos congénitos y los mecanismos celulares de una variedad de estados patológicos. 

En teoría, la hESC puede usarse para tratar una amplia variedad de enfermedades genéticas, cánceres, diabetes, afecciones neurológicas degenerativas y lesiones de la médula espinal. Sin embargo, la traducción real al uso clínico se ha visto obstaculizada por problemas con la enfermedad de injerto contra huésped. Una posible solución a esto implica el desarrollo de varias líneas de células hESC de orígenes genéticos variados para su uso a medida en pacientes y minimizar el riesgo de rechazo. 

Otras estrategias que se han propuesto incluyen el uso de células madre adultas donantes autólogas o de la célula iPS descubierta más recientemente. También han surgido preocupaciones con respecto a la contaminación xenogénica de las células madre durante el cultivo. los hESC se cultivan tradicionalmente in vitro utilizando capas alimentadoras de fibroblastos embrionarios de ratón (MEF, por sus siglas en inglés).

Sin las capas alimentadoras de MEF, los hESC se someten a una rápida diferenciación y pierden pluripotencia. Xu y sus colegas han presentado un sistema de cultivo sin comederos que emplea Matrigel en medio acondicionado por MEFs. Sin embargo, incluso con este sistema, los hESC siguen expuestos a los productos murinos para mantener la pluripotencia.

Los temores de contaminación xenogénica fueron corroborados en 2005, cuando Martin et al reportaron la presencia de un ácido siálico no humano Neu5Gc en la superficie celular de los hESCs. Como los humanos son incapaces de generar este ácido siálico en particular, este hallazgo probablemente representó la absorción de medios que contienen productos animales y su incorporación a través de la glicosilación.  Cuando estos hESCs y sus cuerpos embrionarios derivados fueron expuestos al suero humano, se produjo una rápida unión de la inmunoglobulina y la deposición del complemento, lo que finalmente resultó en la muerte celular.

Conclusión

 La evasión de este problema requería la creación de una nueva línea de células madre en condiciones libres de murinos. Para lograr esto, se desarrollaron nuevas placas recubiertas de matriz extracelular a partir de MEFs y se esterilizaron antes de su uso. las tres capas germinales embrionarias. Este sistema eliminó la exposición de los hESC a la contaminación potencial de las células alimentadoras de suero y / o vivas y minimizó el riesgo de transmisión de enfermedades a través del contacto de las células con agentes patógenos animales o humanos. 

Cuando los hESCs se cultivaron utilizando estas placas, se produjo una proliferación indiferenciada durante 6 meses y las células mantuvieron la capacidad de formar las tres capas germinales embrionarias. Este sistema eliminó la exposición de los hESC a la contaminación potencial de las células alimentadoras de suero y / o vivas y minimizó el riesgo de transmisión de enfermedades a través del contacto de las células con agentes patógenos animales o humanos.

Cuando los hESCs se cultivaron utilizando estas placas, se produjo una proliferación indiferenciada durante 6 meses y las células mantuvieron la capacidad de formar las tres capas germinales embrionarias. Este sistema eliminó la exposición de los hESC a la contaminación potencial de las células alimentadoras de suero y / o vivas y minimizó el riesgo de transmisión de enfermedades a través del contacto de las células con agentes patógenos animales o humanos.