II (n. 5) Células madre de la médula ósea.

La sangre del cordón umbilical

Por Natalia López Moratalla y Iranzu González de la Tajada


1. Células madre progenitoras de las células de la sangre
2. Células troncales de la sangre del cordón umbilical
3. Células madre mesenquimales
4. Células madre de la médula ósea
Bibliografía

 

1. Células madre progenitoras de las células de la sangre

Las células madre de la sangre humana se han usado desde hace más de 40 años con fines terapéuticos. En efecto, el trasplante realizado con células madre de médula ósea del propio paciente, o de médula ósea, sangre periférica, o cordón umbilical, de un donador sano y compatible inmunológicamente con el paciente, se ha utilizado en enfermedades inmunológicas, fallos de la médula ósea y diversas enfermedades hematológicas, incluidas las talasemias.

Hacia los años 50, dos grupos de investigadores (Jacobson L.O., et al.,1949; Lorenz E., et al.,1951) indicaron la posibilidad de inyectar por vía intravenosa las células de la medula ósea para restaurar las células sanguíneas destruidas en animales letalmente irradiados. Mas tarde, otros investigadores (Till J.E. y McCulloch E.A., 1961) señalaron que era posible tal reconstrucción con las células madre hematopoyéticas. Cada colonia deriva de un único precursor que da origen a todos los linajes hematopoyéticos y tiene además capacidad de autorenovación. Inicialmente, las células madre hematopoyéticas se caracterizaron por la expresión de algunos de los antígenos marcadores de membrana, como el CD34. Recientemente se ha descrito un nuevo tipo de células madre, similares a fibroblastos primarios, y carentes de CD34, presentes en la médula ósea, la sangre periférica y la del cordón umbilical, y que constituyen el componente predominante de la población en reposo de las células madre hematopoyéticas y del mesénquima (Huss R. 2000), de las que hablaremos después.

2. Células troncales de la sangre del cordón umbilical

Una de las fuentes más prometedoras de células pluripotenciales es la sangre del cordón umbilical que puede extraerse en el momento del nacimiento sin afectar al neonato ni a la madre; 4 millones de células precursoras pueden obtenerse a partir de 200 ml de sangre del cordón (Harris D.T. et al. 1994) que pueden usarse, incluso tras largo tiempo de crioconservación, en transplantes (Broxmeyer H.E., et al., 1994; Gluckman E., et al., 1989), y posiblemente en terapia génica.

Estas células ya se han aislado y purificado (Storms R.W., et al., 1999). La sangre del cordón presenta menos problemas de compatibilidad ya que las células madre presentes en ella difieren de las de la medula ósea y son más tolerantes (Kline R.M., 2001). No sólo generan hematíes normales y leucocitos (por lo que se pueden usar para ayudar a renovar los hematíes en personas con anemia falciforme y para restablecer el sistema inmunitario de niños nacidos con una inmunodeficiencia grave), sino también otras células cerebrales de sostén como la microglía, por lo que se usan para aportar enzimas que estén alterados hereditariamente en enfermedades, como el síndrome de Hurler, en el que tal alteración enzimática conduce a una degeneración neurológica. Ante las ventajas evidentes de los transplantes de sangre del cordón umbilical numerosos hospitales e institutos clínicos han establecido bancos donde la madre pueda depositar la sangre del cordón umbilical del hijo.

En 1989 el grupo de investigadores de Hal E. Broxmeyer demostraron que esta sangre tenía tantas células madre como la medula ósea; ese mismo año el primero de ellos con Eliane Gluckman informaron de la curación obtenida de un niño con anemia de Fanconi aprovechando sangre del cordón de una hermana (Gluckman, E., et al.,1989). Desde entonces se ha usado la sangre depositada en los bancos para tratar a personas no emparentadas (citado en Kline R.M., 2001; cfr. la revisión Mayani H. y Lannsdorp P.M., 1998). Recientemente se ha descrito que estas células pueden reparar lesiones cerebrales (Zigova T., et al., 2001).

3. Células madre mesenquimales

Las células progenitoras CD34– han podido aislarse de la medula ósea y de la sangre periférica y datos preliminares muestran que pueden obtenerse de forma muy eficiente de la sangre del cordón umbilical (Huss R., et al., 1997). Está claro que las células madre de las que derivan las de la sangre (hematopoyéticas) CD34– en reposo junto a otras con morfología similar a fibroblastos, sirven de rodeamiento celular, proveen de los factores de crecimiento necesarios y permiten el contacto célula a célula equilibrando el delicado balance de la diferenciación y proliferación de la progenie hematopoyética (Huss R. 1998).

Hay datos crecientes de que las células madre del mesénquima reconstituyen la médula ósea y liberan las células progenitoras a la circulación (Sandmaier B.M., et al., 1998); así las células madre del mesénquima son precursoras de otras células del mesénquima en órganos (Pittinger M.F., et al.,1999).

Un primer ensayo clínico se ha efectuado usando las células madre del mesénquima derivadas de la médula ósea para el tratamiento de niños con una formación de huesos imperfecta (Horwitz E.M., et al., 1999). Las células CD34– mesenquimales son también capaces de generar las específicas de otros tejidos (Makino S., et al. 1999). Se ha sugerido su potencial neoangiogenico (Ziegler B.L. et al., 1999) y para un amplio espectro de tratamientos de Terapia Génica (Reiser J., et al., 1996; Bianco P., 2001). Las células madre del estroma de la médula ósea están implicadas en la formación del hueso (Ascenzi A. 1976) y pueden ser usadas en la reconstrucción de miembros (Kadiyala S., et al., 1997; Bruder S.P., et al.,1998; Gazit D., et al.,1999; Krebsbach P.H., et al., 1998).

4. Células madre de la médula ósea

La médula ósea no sólo retiene a lo largo de la vida la capacidad de regenerar las células troncales progenitoras sino que da lugar a las células de la sangre, de hueso y de cartílago. Como ya se comentó, los primeros experimentos de diferenciación de células troncales de la médula ósea se realizaron, cuando el equipo de Eglitis, y el de Kopen, consiguieron obtener células nerviosas. También se han obtenido, a partir células de la médula ósea, células musculares (Ferrari G. et al., 1998), hepáticas (Petersen B.E. et al.,1999), y de endotelio vascular (Gao Z., 2001). Los neurocientíficos continúan buscando alternativas a las neuronas (Brazelton T.R., et al., 2000) procedentes de células madre embrionarias o inmaduras fetales como fuente alternativa para la regeneración de zonas dañadas del cerebro. Las células madre de la médula ósea son realmente accesibles y pueden obtenerse del propio enfermo, sin problema de rechazo.

Tradicionalmente el transplante de células madre de la médula ósea (CD34+) se realizó por infusión de una mezcla de las diferentes células (Thomas E.D., et al.,1975; Deeg H.J., et al., 1988). Un avance fue seleccionar y eliminar, mediante anticuerpos monoclonales, células no deseadas, como los linfocitos B para transplantes autológos a pacientes con linfomas non-Hodgkin o mieloma múltiple (Anderson K.C., et al., 1991). Otra fuente de células troncales es la sangre periférica y la del cordón umbilical desde donde pueden obtenerse (Bender J.G., et al., 1994), creciéndolas in vitro antes de reinyectarlas al paciente sometido a radio o quimioterapias intensivas (Campos L., et al., 1993; Siena S., et al. 1989).

Este tipo de células también se desarrollan en el hígado fetal y por ello se pueden tratar niños con inmunodeficiencias congénitas (Touraine J.L.,1980) suministrándoles estas células. La diferenciación de un célula madre pluripotente a una línea celular madura de la sangre responde a una variedad de factores de crecimiento (Müller-Sieburg C.E., et al., 1988); y la expansión de progenitores hematopoyéticos se usa también para suplementar los transplantes autólogos (Brugger W., et al., 1993).

Diversos experimentos demuestran la posibilidad de reprogramar células madre de tejidos adultos, que pueden inyectarse en distintos órganos, como corazón, músculos, hígado, pulmón o intestino, transformándose in situ en células de esos tejidos. Así se ha comprobado (Alison M.R., et al., 2000; Alison M.R., et al., 1998) que células madre de médula ósea no sólo se pueden transformar en células hepáticas, sino que en experimentos realizadas en ratones (Pedersen R.A., 1999) estas células madre pueden transformarse en células hepáticas, que en principio podrían ser útiles para tratamiento de enfermedades hepáticas degenerativas.

Se ha demostrado que las células troncales de la medula ósea de adulto pueden inyectarse en sangre y de allí migran al cerebro, se incorporan al tejido cerebral diferenciándose y se diferencian a neuronas con expresión de proteínas propias de estas células; esta enorme plasticidad supone un potencial de aplicaciones clínicas como fuente alternativa de neuronas para pacientes con enfermedad neurodegenerativa del sistema nervioso ( Mezey E., et al., 2000). Y Paul Sanberg presentó en febrero de 2000, en la Reunión Anual de la Asociación Americana para el Avance de las Ciencias experimentos que demuestran que es posible regenerar tejido nervioso deteriorado por un ictus cuando células de cordón umbilical se inyectan en la sangre de los animales lesionados (Zigova T., et al., 2001).

También se ha conseguido regenerar células cardiacas en el miocardio lesionado de ratones trasplantándoles células madre de médula ósea (Clarke, D.L., et al., 2000). Inyectadas directamente al corazón, o sencillamente a la circulación, no sólo se convierten en músculo cardiaco sino que se integran lentamente y llegan a ser indistinguibles y funcionales. La figura (modificada de www.nih.gov/news/stemcell/scireport.htm), muestra la regeneración en ratón de la lesión dejada por un infarto provocado, mediante la inyección, bien al corazón o a la circulación sanguínea, de células madre de la médula ósea:

http://www.arvo.net/_imag_cienciafe/FigIII.5.htm

En resumen, la disyuntiva presentada a los investigadores, a las empresas y gobiernos, acerca de promover o por el contrario rechazar el uso y manipulación de embriones o de fetos humanos para obtener células madre pluripotentes puede ser bien resuelta acudiendo a las células madre de la sangre del cordón umbilical y a las multipotenciales de la médula ósea. La capacidad de crecimiento y la capacidad de diferenciarse a múltiples tipos de las primeras las hace muy difícilmente controlables para sustituir a las células dañadas o perdidas de un tejido concreto.


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Natalia López Moratalla. Catedrática de Bioquímica y Biología Molecular. Iranzu González de la Tajada, Licenciada en Biología

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