¿Qué es una célula madre?
Una célula madre es una célula que tiene la capacidad de dividirse (autorreplicarse) durante periodos indefinidos, a menudo durante toda la vida del organismo. En las condiciones adecuadas, o si reciben las señales adecuadas, las células madre pueden dar lugar (diferenciarse) a los numerosos tipos de células que componen el organismo. Es decir, las células madre tienen el potencial de convertirse en células maduras que tienen formas características y funciones especializadas, como células del corazón, células de la piel o células nerviosas.
El potencial de diferenciación de las células madre: Conceptos básicos y definiciones
Muchos de los términos utilizados para definir a las células madre dependen del comportamiento de las células en el organismo intacto (in vivo), bajo condiciones específicas de laboratorio (in vitro), o tras el trasplante in vivo, a menudo a un tejido diferente de aquel del que se derivaron las células madre.
Por ejemplo, se dice que el óvulo fecundado es totipotente -del latín totus, que significa entero- porque tiene el potencial de generar todas las células y tejidos que componen un embrión y que apoyan su desarrollo en el útero. El óvulo fecundado se divide y diferencia hasta producir un organismo maduro. Los mamíferos adultos, incluidos los humanos, están formados por más de 200 tipos de células. Entre ellas se encuentran las células nerviosas (neuronas), las células musculares (miocitos), las células de la piel (epiteliales), las células sanguíneas (eritrocitos, monocitos, linfocitos, etc.), las células óseas (osteocitos) y las células del cartílago (condrocitos). Otras células, que son esenciales para el desarrollo embrionario pero que no se incorporan al cuerpo del embrión, son los tejidos extraembrionarios, la placenta y el cordón umbilical. Todas estas células se generan a partir de una única célula totipotente: el cigoto o el óvulo fecundado.
La mayoría de los científicos utilizan el término pluripotente para describir las células madre que pueden dar lugar a células derivadas de las tres capas germinales embrionarias: mesodermo, endodermo y ectodermo. Estas tres capas germinales son la fuente embrionaria de todas las células del cuerpo (véase la figura 1.1. Diferenciación de los tejidos humanos). Todos los diferentes tipos de células especializadas que componen el cuerpo se derivan de una de estas capas germinales (véase la Tabla 1.1. Capas germinales embrionarias a partir de las cuales se desarrollan los tejidos diferenciados). “Pluri” -derivado del latín plures- significa varios o muchos. Por lo tanto, las células pluripotentes tienen el potencial de dar lugar a cualquier tipo de célula, una propiedad que se observa en el curso natural del desarrollo embrionario y en ciertas condiciones de laboratorio.
Célula madre unipotente, un término que suele aplicarse a una célula de los organismos adultos, significa que las células en cuestión son capaces de diferenciarse a lo largo de un solo linaje. “Uni” deriva de la palabra latina unus, que significa uno. Además, es posible que las células madre adultas de muchos tejidos diferenciados y no dañados sean típicamente unipotentes y den lugar a un solo tipo celular en condiciones normales. Este proceso permitiría un estado estable de autorrenovación del tejido. Sin embargo, si el tejido se daña y se requiere la sustitución de múltiples tipos de células, las células madre pluripotentes pueden activarse para reparar el daño.
La célula madre embrionaria se define por su origen, es decir, de una de las primeras etapas del desarrollo del embrión, llamada blastocisto. Concretamente, las células madre embrionarias se derivan de la masa celular interna del blastocisto en una etapa anterior a su implantación en la pared uterina. La célula madre embrionaria puede autorreplicarse y es pluripotente: puede dar lugar a células derivadas de las tres capas germinales.
La célula madre adulta es una célula indiferenciada (no especializada) que se encuentra en un tejido diferenciado (especializado); puede renovarse y especializarse para dar lugar a todos los tipos de células especializadas del tejido del que procede. Las células madre adultas son capaces de autorrenovarse durante toda la vida del organismo. Se han encontrado fuentes de células madre adultas en la médula ósea, el torrente sanguíneo, la córnea y la retina del ojo, la pulpa dental del diente, el hígado, la piel, el tracto gastrointestinal y el páncreas. A diferencia de las células madre embrionarias, en este momento no existen células madre adultas aisladas que sean capaces de formar todas las células del cuerpo. Es decir, no hay evidencia, en este momento, de una célula madre adulta que sea pluripotente.
Figura 1.1. Diferenciación de los tejidos humanos.
(© 2001 Terese Winslow, Caitlin Duckwall)
| Capa germinal embrionaria | Tejidos diferenciados |
|---|---|
| Endodermo | Timo Tiroides, glándulas paratiroides Laringe, tráquea, pulmón Vejiga urinaria, vagina, uretra Órganos gastrointestinales (hígado, páncreas) Formación del tracto gastrointestinal Formación del tracto respiratorio |
| Mesodermo | Médula ósea (sangre) Corteza suprarrenal Tejido linfático Músculo esquelético, músculo esquelético, liso y cardíaco Tejidos conectivos (incluyendo hueso, cartílago) Sistema urogenital Corazón y vasos sanguíneos (sistema vascular) |
| Ectodermo | Piel Tejido neural (neuroectodermo) Médula suprarrenal Glándula pituitaria Tejido conectivo de la cabeza y la cara Ojos, orejas |