01/09/2011. Cada célula de nuestro cuerpo contiene la información necesaria para construir todos nuestros órganos. Sin embargo, a lo largo de la vida las células se especializan en funciones concretas: unas serán células cardíacas, otras del hígado, del riñón, del cerebro… Las células madre no poseen aún esa especialización y por ello pueden “modelarse” en cualquier tipo celular que deseemos. ¿Cómo se puede conseguir? El número de septiembre de la revista Redes para la Ciencia lo explica en el reportaje que reproducimos a continuación:

Células madre, medicina viva

La idea de curar con células vivas es una idea revolucionaria, una idea enteramente del siglo XXI, que está detrás del uso de las células madre. Supone que un organismo vivo, como es una célula —que proviene de nuestro propio cuerpo y, por tanto, no produce rechazo inmunológico en él— regenere aquello que haga falta, nada más que con darle las órdenes estrictas y necesarias. Una idea básica pero sugerente, que tal vez un día pueda llegar a ser enteramente realidad.

Células embrionarias y medicina regenerativa

Pero, ¿qué es una célula madre? Para entenderlo, debemos empezar señalando que cada célula de nuestro cuerpo contiene la información necesaria para construir todos nuestros órganos. Sin embargo, a lo largo de su vida las células se especializan en funciones concretas: unas serán células cardiacas, otras del hígado, del riñón, del cerebro, etcétera, diferenciando para ello características distintas. Pues bien, las células madre no poseen aún esa especialización, o solo la poseen parcialmente, y por ello pueden “moldearse” en cualquier tipo celular que deseemos.

Cuando comenzaron a ser estudiadas en 1998, se pensaba que las células madre existían únicamente en las primeras fases del embrión. En la actualidad sabemos que se encuentran en todos los tejidos del cuerpo e incluso se ha conseguido obtenerlas a partir de células especializadas.

Durante los primeros años de su estudio, el futuro parecía prometedor. Todo el mundo creía que se podría dar órdenes a las células madre y crear, como por arte de magia, un hígado, un páncreas o un corazón, para sustituir órganos deteriorados. Los primeros experimentos de terapia celular moderna en humanos se llevaron a cabo en 2001, bajo la denominación de “medicina regenerativa”, pero el sueño de regenerar el cuerpo pronto se vino abajo. Utilizar embriones humanos para la investigación levantaba ampollas en la sociedad y, además, las primeras líneas de células madre embrionarias, creadas por James Thomson, producían de manera sistemática tumores y reacciones de rechazo cuando se las introducía en los animales de experimentación. Algo extraño debía de estar ocurriendo.

Para entender lo que sucedía hay que visualizar el cuerpo humano como un enjambre de células independientes, aunque dispuestas en contacto las unas con las otras. Las uniones que las conectan entre sí son bandas que enhebran verdaderas filas celulares, permitiendo su movimiento coordinado. Además, para saber lo que tienen que hacer y trabajar en equipo, las células se comunican entre sí gracias a minúsculos canales por los que intercambian sustancias con el exterior. De esta forma se logra, por ejemplo, la contracción del corazón o la transmisión eléctrica nerviosa. Estas uniones también son vitales para que las células en el embrión sepan a dónde deben dirigirse y asumir la posición adecuada, diferenciándose en los diferentes tejidos. Naturalmente, todo este complejo proceso requiere de un ambiente extremadamente regulado. Esto explica que, cuando se extraen células embrionarias de este contexto, comienzan a crecer solas y descontroladas, ya que no disponen de ningún tipo de regulación por parte de sus compañeras, y acaban generando tumores.

Células madre adultas y células pluripotenciales inducidas

Poco después, en el año 2002, Catherine Bercel encontró en la médula ósea humana células que se comportaban de una forma muy similar a las embrionarias —en el sentido de que podían dar lugar a neuronas, hueso u otros tipos celulares—. Estas células madre “adultas” resolvían los dos grandes problemas anteriores. Por un lado, no había razón ética para no utilizarlas ya que no procedían de un embrión y, por otro, mantenían la regulación por contacto y no producían tumores. Al poder extraerlas de individuos adultos, se las podía cultivar fuera del cuerpo y luego volverlas a introducir en el mismo individuo, evitando problemas de rechazo inmune, como los que ocurren cuando se trasplanta un órgano. Fue entonces cuando la terapia con células madre consiguió despegar.

Más tarde se descubrirían células madre en el tejido adiposo, una de las zonas más fáciles para su extracción, y finalmente se demostraría que están presentes en todos los tejidos celulares. Aún más inesperado fue el avance logrado en 2007 por el japonés Shinya Yamanaka. Este investigador demostró experimentalmente que, manipulando solo tres o cuatro genes, era posible que cualquier célula de un individuo adulto adquiriera de nuevo las características de cuando estaba en el embrión. Las llamadas células de Yamanaka, células pluripotenciales inducidas o iPS, según sus siglas en inglés, no solo proceden de adultos, con las ventajas anteriormente comentadas, sino que son, además, absolutamente pluripotenciales, es decir, capaces de generar cualquier tipo celular sin restricción alguna. No hay que buscar ninguna célula madre, sino extraer una cualquiera de nuestro cuerpo y manipularla para hacerla “retroceder en el tiempo”. Al comienzo de esta técnica se tenía que hacer retroceder a la célula hasta su estado embrionario, pero en la actualidad se puede controlar el  viaje y crear, por ejemplo, un hepatocito —célula típica del hígado— sin ni siquiera tener que pasar por el estado de célula embrionaria.

El futuro parece estar en aprender a dialogar con la célula para que haga más rápidamente lo que se necesita de ella.

Expectativas de futuro

Yamanaka ha marcado todo un hito en la investigación de células madre al desarrollar la técnica de las iPS y, a día de hoy, aún sigue a la cabeza de la investigación en esta materia. De hecho, recientemente su equipo ha conseguido aumentar la seguridad de su técnica. Lo que han logrado ha sido sustituir uno de los genes implicados en la reprogramación celular por otro que no genera tumores y que permite que el método sea diez veces más eficiente.

A día de hoy, todavía no es posible utilizar las células madre con fines clínicos, pero la potencialidad de su utilidad terapéutica es increíble. Por ejemplo, el propio Yamanaka está estudiando su uso en lesiones medulares —un interés que le viene de su pasado como cirujano ortopédico y aficionado el rugby—, ya que, para curar este tipo de lesiones, se debe actuar rápidamente y aplicar un tratamiento en las primeras semanas del trauma. El inconveniente de la reprogramación celular es que requiere de seis meses entre que se obtienen los tejidos del paciente, se transforman en iPS y se diferencian en otros tejidos, por eso el descubrimiento que su equipo acaba de realizar es vital. Este investigador propone, además, la creación de bancos de células a partir de voluntarios sanos, similares a los bancos de trasplante de médula de algunos hospitales, para su uso inmediato. Otra vía donde el desarrollo de las iPS puede ser esencial es en las enfermedades neurodegenerativas, como es el Parkinson, en donde se están generando neuronas sustitutorias de las que se pierden —neuronas especializadas en la secreción del neurotransmisor dopamina— a partir de las iPS. También pueden resultar claves en la investigación de los factores implicados en el envejecimiento y en ciertas dolencias relacionadas con él, estudio que lleva a cabo el español Juan Carlos Izpisúa-Belmonte, del Salk Institute de California (Estados Unidos) y el Centro de Medicina Regenerativa de Barcelona. Aún queda mucho por hacer para que estas terapias sean efectivas en humanos, si bien su uso con fines farmacéuticos para crear medicamentos más eficaces y seguros es ya posible, lo que, según Yamanaka, podría estimular a las farmacéuticas a desarrollar tratamientos para enfermedades raras, hasta ahora dejadas a un lado debido a su elevado coste.

¿A la carta?

Un equipo de investigadores chinos ha conseguido crear ratones a partir de células de la piel, recurriendo a la técnica de iPS. Reprogramando células adultas procedentes de la dermis de ratones, las han hecho retroceder a su estado embrionario. Después, las han introducido en lo que se conoce como huevos hueros o embriones modificados cromosómicamente. Estos se han implantado en el vientre de varias ratas, en un experimento del que han nacido 28 roedores que han mostrado distintos grados de supervivencia. Como señala Robert Lanza, investigador de la compañía biotecnológica Advanced Cell Technology, no hay razón biológica para que esta técnica no pueda funcionar en humanos. Tal vez, esto acelere la llegada de la era de los bebés a la carta.