Diferenciación controlada de las células troncales

Diferenciación controlada de las células
troncales pluripotenciales humanas: inducción
con moléculas pequeñas y definidas.
Walid Kuri-Harcuch
Las células madre, que en español deben ser llamadas células troncales,
dependiendo de la etapa en que se encuentren pueden ser totipotenciales,
pluripotenciales, multipotenciales, bipotenciales o unipotenciales. Hay dos tipos
de células troncales que de manera natural forman parte de un organismo: las
células troncales embrionarias y las células troncales somáticas. En general, las
células troncales, tienen la capacidad ilimitada de proliferación, pero muy baja
frecuencia o rapidez de multiplicación. Cada célula troncal da lugar a dos células
hijas que tiene 3 posibles alternativas: las dos pueden ser troncales, las dos
pueden ser células comprometidas a diferenciación celular, o una puede
permanecer como célula troncal, y la otra comprometerse a célula diferenciada.
La experimentación en las células troncales es importante por dos razones
primordiales: el conocimiento de su biología fundamental y su potencial en la
terapia para diversas enfermedades, principalmente en las enfermedades
degenerativas.
Desde 1998, las células troncales humanas embrionarias se han cultivado in vitro
empleando diversos métodos que involucran condiciones no bien definidas de
cultivo y ha sido posible inducir su diferenciación a linajes y células de varios
tipos, pero no a un solo tipo celular. Este inconveniente se debe en gran medida a
la carencia de moléculas pequeñas, puras y definidas, permeables a la membrana
celular, que puedan inducir la diferenciación específica de las células troncales. El
contar con moléculas de este tipo, contribuiría a desarrollar métodos para
controlar en cultivo in vitro la diferenciación específica, y por ende, poder emplear
a las células diferenciadas obtenidas en la terapia celular con el fin de corregir
defectos como parte de la medicina regenerativa. Esto ofrecería grandes ventajas
al combinarse con la capacidad pluripotencial de las células troncales que forman
parte del desarrollo embrionario y fetal y de los diferentes tipos celulares en el
adulto dando un primer paso a la manipulación experimental de las células
troncales embrionarias con fines terapéuticos específicos. Recientemente, varios
grupos de investigación en el mundo han intentado buscar moléculas definidas
con el fin de identificar substancias que tengan dicha capacidad de inducción
específica. Los primeros datos obtenidos sugieren que esta investigación promete
rendir frutos en varios aspectos. El contar con estas moléculas no solo tendría
impacto en la terapia mencionada, sino que serían herramientas fundamentales
para estudiar los eventos moleculares que llevan al compromiso a linajes y tipos
celulares específicos.
Zhu y colaboradores, en un volumen reciente de la revista Cell Stem Cells
publicaron la identificación de una molécula de este tipo, denominada
stauprimide. Esta molécula adicionada a los cultivos de células troncales
embrionarias humanas contribuyó a inducir uno de los primeros pasos de
diferenciación embrionaria a células del endodermo definitivo. Durante el
desarrollo embrionario, este linaje da lugar, primordialmente, a las células de
diversos órganos internos como las del tracto digestivo, hígado, páncreas, etc.
Esta inducción debida a la staupromide a un linaje celular en especial parece
depender de otras moléculas que median señales intracelulares. Esta droga tiene
como principal efecto, iniciar mecanismos moleculares que sitúan a las células
troncales embrionarias en un estado de sensibilización a la diferenciación por
subsiguientes señales o moléculas específicas.
Este es sin duda un paso importante, ya que a pesar de la enorme promesa que
se tiene en las células troncales para la regeneración de tejidos y otras
enfermedades humanas, existen diversos factores que limitan significativamente
su uso en la medicina moderna, entre ellos: la heterogeneidad de los tipos
celulares que se obtienen cuando estas células se inducen a la diferenciación y el
potencial de generar células troncales pluripotenciales, tumorales o cancerosas,
como contaminantes en esta población heterogénea. La stauprimide aumenta la
eficiencia de diferenciación celular y disminuye la proporción de células troncales
pluripotenciales en los productos diferenciados. Este primer paso en la
identificación de moléculas puras y definidas para promover la diferenciación de
las células troncales humanas es significativo, ya que la combinación de estos
métodos, con la posibilidad de producir células pluripotenciales inducidas
provenientes de células diferenciadas de tejidos adultos, permite esperar el
advenimiento de técnicas que permitan el cultivo de células de un individuo
adulto, su reprogramación a células pluripotenciales y su inducción a un solo tipo
celular que pueda ser utilizado como un trasplante autólogo, no rechazable por el
paciente que lo reciba. Sin embargo, debemos ser cautelosos, ya que permanecen
muchos otros problemas que deberán ser resueltos experimentalmente para
llegar a una posible terapia adecuada empleando las células troncales.
Lectura adicional:
Zhu, S., Wurdak, H., Wang,J., Lyssiotis, C., Peters, E.C., Cho, C.Y., Wu, X., Schultz,
P.G. Small Molecule Primes Embryonic Stem Cells for Differentiation. Cell Stem
Cells 4: 416 (2009)