Aplicaciones-terapeuticas-de-las-celulas-madre--una-perspectiva-actual

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UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA 
DE MÉXICO 
FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES 
IZTACALA 
APLICACIONES TERAPEÚTICAS DE LAS 
CELULAS MADRE. UNA PERSPECTIVA 
ACTUAL 
Seminario de Titulación 
TÓPICOS SELECTOS EN BIOLOGÍA 
TESINA 
QUE PARA OBTENER EL GRADO DE 
LICENCIADO EN BIOLOGÍA 
PRESENTA 
REBECA PARRA CASTILLO LEDÓN 
DIRECTOR DE TESIS: DR. MARCO AURELlO RODRIGUEZ MONROY 
LOS REYES, IZTACALA OCTUBRE, 2009 
 
UNAM – Dirección General de Bibliotecas 
Tesis Digitales 
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respectivo titular de los Derechos de Autor. 
 
 
 
2 
 
AGRADECIMIENTOS 
 
Al final de este trayecto hay tantas personas a las que quisiera agradecerles 
por permitirme y ayudarme a cerrar este ciclo tan importante para mí. 
Primero quisiera agradecerle al Dr. Sergio Cházaro por darnos a todos la 
oportunidad de titularnos al tener la gran visión de crear esta opción de 
titulación y sobre todo por darnos todo su apoyo durante el proceso. 
A la Lic. Mary Carmen Pérez Peña, por ser una pieza invaluable, por estar 
siempre al pendiente de nosotros y por decirnos siempre como era el proceso 
para poder alcanzar nuestro objetivo, pero sobre todo por su gran calidad 
humana y su gran disponibilidad para apoyarnos siempre. 
Al Dr. Marco Aurelio Rodríguez, por su gran apoyo, por todas sus presiones 
que sin ellas no hubiera sido posible hacer las cosas a tiempo, por toda su 
paciencia y por ser un gran apoyo, por ser un gran guía, nunca voy a olvidar 
todo lo que has hecho por mí, que sin conocerme del todo, tu compromiso 
conmigo fue total, ¡Gracias por tu profesionalismo! 
A todos y cada uno de los profesores que nos dieron su tiempo cada sábado, 
gracias por ayudarme a reencontrarme con mi pasión… “La Biología”. 
A todos los profesores que nos enseñaron tantas cosas durante la carrera, 
sobre todo a Roberto Velasco, Ángel Durán, Guillermo Puga y César 
Domínguez por ser una gran influencia para mí. 
Gracias César y Heliot por su apoyo y amistad. 
3 
 
 
DEDICATORIAS 
Quiero dedicar este trabajo a mis personas favoritas: 
Para mi esposo José Luis gracias por todo tu amor y apoyo incondicional, te 
amo ¡siempre! 
Para mi Papá porque siempre me inculcaste el amor a la ciencia ¡Papito lo 
logramos! 
Para mi Mamá por ser la mejor mamá, gracias por estar siempre para mí. 
Para mis hijas Rebequita y Renatita por ser mi motor y mi inspiración, las amo 
con todo mi corazón. 
Para mis hermanos Javier, Cato y Juan Pablo los adoro, gracias por todo 
Para mis hermanas y mejores amigas Irene y Elisa gracias por estar siempre. 
Para toda mi familia Parra por ser parte de mi vida, los quiero a todos 
Para mi familia Castillo Ledón gracias. 
Para mi familia Rojo Barrañón por todo su cariño y apoyo, gracias. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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INDICE 
 
Introducción 5 
Células Pluripotentes. 6 
Obtención de célula madre embrionarias. 7 
Líneas de investigación para la obtención de células madre. 8 
Reprogramación y pluripotencia. 9 
Células madre y sus aplicaciones terapéuticas. 12 
Perspectivas. 15 
Referencias bibliográficas. 16 
5 
 
 
APLICACIONES TERAPEÚTICAS DE LAS CELULAS MADRE. UNA 
PERSPECTIVA ACTUAL 
INTRODUCCION 
Para entender el origen de las células madre, debemos entender el desarrollo 
del embrión humano. 
El embrión puede tener dos orígenes ya sea por fertilización in vitro o por el 
acto sexual, en ambos casos, el embrión atraviesa por una serie de etapas 
predecibles de desarrollo. Luego de la fertilización el ovulo fertilizado recibe el 
nombre de zigoto. El zigoto se divide rápidamente y después de 3 a 5 días de 
la fertilización se forma una esfera compacta de alrededor de 12 células 
llamada mórula, la siguiente fase, de 5 a7 días después de la fertilización, las 
células en división van a originar un embrión, consistente en un pequeño 
cumulo hueco de aproximadamente 100 células denominado “blastocisto”. 
El área de interés para los investigadores consiste en la pequeña masa de 
aproximadamente 30 células que se encuentra en la cara interna del 
blastocisto, denominada masa celular interna. Estas células son la fuente de 
las células madre embrionarias. (ES cells) (1). 
Las células madre tienen dos características importantes que las distinguen de 
otros tipos de células. La primera de ellas es que son células no especializadas 
que se renuevan ilimitadamente. La segunda es que bajo ciertas condiciones 
fisiológicas o experimentales, se las puede inducir a que se conviertan en 
células con funciones especiales tales como células musculares cardíacas o 
células de páncreas que produzcan insulina. 
 Las células madre son importantes para los organismos vivos por muchas 
razones. En algunos tejidos adultos, tales como la médula ósea, músculo, y 
cerebro, pequeñas poblaciones definidas de células madre adultas pueden 
migrar y reemplazar a las células que se pierden en diferentes órganos como 
resultado de un desgaste normal, por lesiones o enfermedades. 
 Otra característica de las células madre es su “Plasticidad”, durante los últimos 
años han demostrado que a partir de células madre alojadas en un tejido se 
puede dar lugar al desarrollo de células de tejidos totalmente diferentes del que 
las alojaba. 
 
Las células madre pueden clasificarse por su origen, en células madre 
embrionarias(ES cells) y células madre derivadas de órganos o no 
embrionarias. Las células madre embrionarias (ES cells) pueden, por 
procedimiento in vitro, diferenciarse en líneas celulares especializadas 
pertenecientes a las tres capas germinales embrionarias (ectodermo, 
mesodermo y endodermo), en presencia de factores inductores físicos y 
biológicos, y es esta cualidad llamada pluripotencia, la que puede generar las 
posibles aplicaciones terapéuticas. 
6 
 
Hace más de 25 años se obtuvo por primera vez células madre embrionarias 
de ratón por dos grupos de investigadores independientes (2) (3), sin embargo 
no fue sino hasta los trabajos de Thomson (4) y Shamblot (5) que se catalizó el 
creciente interés por las potenciales aplicaciones terapéuticas de la 
investigación de las células madre. 
 
Células Pluripotentes. 
Las células madre pluripotentes fueron reconocidas como un tipo distinto de 
células en los teratocarcinomas. Estos son raros tumores gonadales que 
presentan una amplia gama de tejidos derivados de las tres capas germinales 
primarias que constituyen un embrión: Las células diferenciadas del tumor se 
forman a partir de células de carcinoma embrionario (EC cells), las que a su 
vez se derivan de las células germinales primordiales (PGCs), que son los 
precursores embrionarios de los gametos. 
En contraste, las células madre embrionarias (ES cells) se derivan de la 
pluripotente masa celular del embrión en fase de blastocito y su pre 
implantación. 
Y finalmente las células EG (germinales embrionarias), que se derivan de 
PGCs cultivadas (6). 
Reconocimiento. 
Las células madre, presentanvarios atributos en común: 
a) son capaces de dividirse y de renovarse por períodos largos; 
b) son no especializadas; 
c) pueden dar lugar a tipos especializados de célula. 
Para su reconocimiento en el laboratorio 
d) Isozima de la fosfatasa alcalina 
e) Factor de transcripción Oct4 del dominio POU 
f) Elevada actividad de telomerasa 
g) Marcadores de superficie celular específicos reconocidos mediante 
anticuerpos monoclonales como SSEA-3, SSEA-4, TRA- 1-60, TRA-1-81 
(4) 
Cultivo de células madre pluripotentes. 
Una propiedad importante de las 
células madre pluripotentes es su 
capacidad de dividirse simétricamente 
en un cultivo y dar origen a dos 
células hijas que son copias exactas 
de la célula madre de la que 
provinieron. Usualmente, la línea de 
células madre pluripotentes, son 
aisladas y mantenidas sobre capas 
nutritivas de fibroblastos 
7 
 
mitóticamente inactivos. Se sugiere que estas células proveen de un factor que 
suprime la diferenciación, o promueve la auto-renovación de las células madre 
pluripotentes. Originalmente esta actividad se denominó “actividad inhibitoria de 
diferenciación” (DIA en ingles) (7). Al mismo tiempo, Otro grupo de 
investigación liderado por Williams, demostró que el factor inhibitorio de 
leucemia (LIF en ingles), miembro de la familia de las citokinas relacionadas a 
interleukina-6, era lo mismo que DIA (8). 
En el caso de las células madre embrionarias humanas, se han hecho avances 
concernientes a la mejora de las condiciones de cultivo. Como se sabe el 
primer criterio para la investigación sobre células madre embrionarias humanas 
es aprovechar su uso en la medicina regenerativa y a diferencia de los agentes 
farmacológicos, no pueden ser esterilizadas en su etapa final. La mayoría de 
las líneas celulares de células madre embrionarias han estado expuestas a 
productos animales, lo cual podría ser una fuente potencial de contaminación 
(9). Stojkovic, P et al. Reportaron el cultivo de células madre embrionarias 
humanas (hESCs) en un nuevo sistema nutritivo basado en células semejantes 
a fibroblastos derivadas de la diferenciación espontanea de hESCs, brindando 
un sistema genotípicamente homogéneo y más seguro (10). Y por otra parte, el 
grupo de Lu,j. et al., propuso un enfoque diferente, prescindiendo totalmente de 
la capa de células nutritivas y en vez de ello se suplementó al medio de cultivo 
con componentes (April/BAFF, bFGF, Wnt, Insulina, Transferrina, Abúmina y 
Colesterol) que permitían y mejoraban la libre proliferación de las células 
hESCs (11). 
 
OBTENCION DE CELULAS MADRE EMBRIONARIAS 
Debate ética vs ciencia. 
Trabajar con células madre 
embrionarias humanas 
involucra la manipulación de 
embriones humanos, lo cual, 
desde los primeros estudios 
en los que se ha trabajado 
con ellos ha implicado cierta 
polémica sobre si la 
manipulación de estos, 
implica experimentar con 
vidas humanas o no. 
Uno de los trabajos más 
reconocidos fue el realizado 
por Thomson, en donde 
como parte del protocolo, se 
utilizaron embriones 
humanos producidos por 
fertilización in vitro para 
propósitos clínicos, que 
fueron donados por 
8 
 
individuos luego de su consentimiento firmado y luego de la aprobación por el 
comité de ética institucional (4); también, en el trabajo de Shabott, se 
obtuvieron los tejidos gonadales y mesentéricos de embriones humanos 
postfertilización, de 5 a 9 semanas, provenientes de la finalización terapéutica 
del embarazo (5). La objeción más importante a la investigación de las células 
madre embrionarias humanas es que se priva a embriones de la capacidad de 
desarrollarse para formar un ser humano completo (12). 
Es por eso que la investigación se ha orientado a brindar enfoques alternativos 
para generar células madre embrionarias, y así reducir o eliminar la 
preocupación ética, por lo cual se han propuesto diferentes líneas de 
investigación. 
 
LINEAS DE INVESTIGACIÓN PARA LA OBTENCION DE CELULAS MADRE 
I.- Células madre embrionarias humanas (ESCs) a partir de blastómeros 
únicos: 
Esta es una solución que propone el desafío de producir ESCs humanas sin 
destruir al embrión retirando una única célula (blastómero) de un embrión en 
la etapa de 8 células, mediante un procedimiento de biopsia denominado 
diagnóstico genético pre-implantación (PGD). Este procedimiento es de uso 
común para el diagnóstico genético del embrión sin dañarlo. El grupo de trabajo 
de Klimanskaya, I. et. Al. Logró generar células madre embrionarias humanas a 
partir de un único blastómero extraído mediante la técnica antes descrita (13). 
Sin embargo, se requiere de estudios adicionales para robustecer este 
enfoque. 
II.- Transferencia nuclear alterada: 
Conceptualmente, está basado en la transferencia nuclear de células 
somáticas. Una célula somática es alterada genéticamente antes de ser 
transferida a un ovocito enucleado, de modo tal que la entidad resultante 
carezca de las propiedades esenciales de un embrión humano. 
Por ejemplo, se han creado embriones de ratón a partir de células donantes 
con un gen silenciado que codifica a la Cdx2, proteína necesaria para la 
implantación (14). Esta propuesta ha ganado gran aceptación en la comunidad 
pro-vida. Sin embargo, han surgido interrogantes al considerar a este artefacto 
biológico tan solo como un cúmulo de células o como un embrión defectuoso. 
III.- Embriones con crecimiento restringido: 
Consiste en derivar células madre de embriones que hayan presentado un 
arresto en el crecimiento. Estos embriones (generados principalmente durante 
la fertilización in vitro) son considerados frecuentemente no viables y 
desechados. Sin embargo, Zhang, T. et al. Utilizaron recientemente dichos 
embriones humanos descartados y a partir de ellos obtuvieron ESCs humanas 
que cumplían con todos los criterios de pluripotencia y presentaban un cariotipo 
normal (15). Este trabajo demuestra que no obstante un embrión pierda su 
9 
 
capacidad de desarrollo posterior, aún retiene blastómeros viables para 
generar una línea de ESC. 
IV.- Reprogramación celular: 
La reprogramación celular sería una solución alternativa a la derivación de 
células madre embrionarias a partir de embriones humanos y una solución 
tanto a los problemas éticos como de compatibilidad inmune. Debido a que 
esta es la corriente sobre la que se ha trabajado más extensamente, la 
revisaremos en extenso. 
 
REPROGRAMACIÓN Y PLURIPOTENCIA 
La clonación de mamíferos a partir de células donantes diferenciadas ha 
permitido refutar el viejo dogma que afirma que el desarrollo es un proceso 
irreversible. Se ha demostrado que un ovocito puede reprogramar un núcleo 
adulto a un estado embrionario que puede dirigir el desarrollo de un nuevo 
organismo (16). La importancia del enfoque de reprogramación celular es la 
posibilidad de generar células madre pluripotentes a fin de ser utilizadas 
terapéuticamente. 
Existen 4 enfoques distintos de abordar la reprogramación: 
a) Reprogramación por transferencia nuclear (clonación) 
La reprogramación por transferencia nuclear ha sido una herramienta única 
para evaluar funcionalmente la potencia nuclear, y para hacer la distinción 
entre las alteraciones genéticas y epigenéticas de diversas células donantes 
(17). 
Asimismo la clonación de ratones a partir de neuronas olfatorias posmitóticas 
genéticamente marcadas ha permitido demostrar que la diferenciación terminal 
no restringe el potencial de un núcleo de sostener el desarrollo animal (18). Sin 
embargo, la generación de animales por transplante nuclear es 
extremadamente ineficiente, resultando en la pronta muerte de los clones luego 
de la implantación, y de los pocos clones que sobreviven más allá del 
nacimiento son con frecuencia afectados de severas anormalidades, tales 
como la obesidad (19) y muerte prematura (20). Adicionalmente, luego de una 
serie de estudios realizados en diferentes especies animales, se demostraron 
tres hechos: a) que los núcleos celulares demamíferos al igual que los 
anfibios, se vuelven más refractarios a la reprogramación con la diferenciación, 
b) que la formación de blastocistos y derivación de células madre embrionarias, 
en contraste al desarrollo fetal, es menos restringida por anormalidades 
genéticas y epigenéticas, y c) que la derivación de células madre embrionarias 
a partir de bastocistos clonados es significativamente más eficiente que el 
potencial de blastocistos clonados de crecer y nacer. Los defectos de 
desarrollo observados en la clonación reproductiva indican una fallida 
reprogramación epigenética que se debería manifestar por si misma en una 
expresión genética aberrante (17). 
10 
 
Fue el trabajo de Byrne J. et al. Que pudo demostrar con toda confiabilidad y 
validación necesaria, que la reprogramación por transferencia nuclear de 
células somáticas era posible en una especie primate, obteniéndose, aunque 
con una baja eficiencia del 0.7%, la derivación de células madre embrionarias. 
b) Reprogramación por fusión celular. 
La fusión entre diferentes tipos celulares ha sido usada para estudiar la 
plasticidad del estado diferenciado. En la mayoría de híbridos, el fenotipo de la 
célula menos diferenciada es dominante sobre el fenotipo de otra célula más 
diferenciada. La dominancia de células pluripotentes sobre células 
diferenciadas también se ha demostrado en híbridos de células obtenidas entre 
células somáticas y células germinales embrionarias y células madre 
embrionarias murinas. Este enfoque es una buena alternativa frente a la 
transferencia nuclear, sin embargo, para que sea viable, el núcleo de las 
células madre embrionarias debe ser removido del híbrido a fin de generar 
células diseñadas diploides para una terapia de transplante (17), y también se 
deben desarrollar métodos para poder separar los cromosomas de las células 
madre embrionarias de las somáticas. 
c) Reprogramación mediante extractos celulares 
La utilización de sistemas libres de células para estudiar la reprogramación es 
una alternativa atractiva a la transferencia nuclear o fusión celular. Los 
extractos pueden ser usados a fin de permitir la purificación de complejos 
proteicos involucrados en la reprogramación. Por ejemplo, en el experimento 
realizado por Hansis, C et al., células humanas fueron expuestas a extractos 
celulares de Xenopus y se detectaron niveles elevados de transcripción de 
Oct4 luego del tratamiento (23). Sin embargo se requiere profundizar los 
estudios en este enfoque, ya que en este último estudio no se puede excluir la 
posibilidad de que la señal Oct4 detectada provenga de un pseudogen Oct4 
transcrito o de un homólogo Oct4 de Xenopus, en vez de la reactivación de 
locus Oct4 endógeno (17). 
d) Reprogramación inducida en cultivo. 
Esta técnica también es conocida como transdiferenciación o desdiferenciación 
y ofrece un enfoque en el que se generarían células multipotentes o 
pluripotentes sin la necesidad de destruir un embrión, y en vez de ello utilizan 
células somáticas. Un avance sensacional en la reprogramación celular fue 
logrado en el trabajo de Takahashi, K, et al. En este trabajo , se demostró la 
inducción de células madre pluripotentes a partir de fibroblastos embrionarios y 
de adultos de ratón, mediante la inducción de cuatro factores de transcripción; 
Oct3/4, Sox2, c-Myc y Klf4. Los factores fueron introducidos mediante la 
técnica de transducción retroviral. Las células resultantes, denominadas iPs 
(células madre pluripotentes inducidas), expresaron la morfología y 
propiedades de crecimiento de las células madre, así como expresaron los 
genes marcadores de células madre (24). Hasta hace poco, esta tecnología 
estaba en duda debido a que no se sabía si se podían utilizar los mismos 
factores de transcripción en células humanas. Sin embargo, reportes recientes 
de dos grupos de trabajo, quienes reprogramaron exitosamente células 
somáticas humanas con factores de transcripción definidos, llevan esta 
11 
 
tecnología a un punto de máxima relevancia clínica (25) (26). Las células 
madre pluripotentes inducidas fueron generadas a partir de fibroblastos 
dérmicos de un humano adulto (25), y de fibroblastos dérmicos fetales y 
neonatales (26), bien sea utilizando los factores Oct3/4, Sox2, Klf4, y c-Myc 
(25), o Oct4, Sox2, Nanog, y Lin28 (26). En ambos casos la inducción de 
fibroblastos humanos a pluripotencia no perturbó su cariotipo y más bien indujo 
la aparición de morfología del tipo de células madre embrionarias, actividad 
telomerasa, e impuso el potencial de proliferación y diferenciación en las 3 
capas germinales embrionarias. Debemos señalar que en el avance publicado 
en Science pr Bang, A &Carpenter, M. de trabajo de Aoi, T. et al se señala que 
existe una diferencia en los resultados obtenidos con las células madre 
pluripotentes inducidas (iPS) a partir de líneas celulares epiteliales en 
comparación con las iPS inducidas a partir de fibroblastos, ya que las células 
iPS provenientes de tejido epitelial presentaban menor tendencia a inducir 
tumores que las células iPS provenientes de fibroblastos, y en adición, podían 
ser generadas utilizando condiciones selectivas menos rigurosas que las iPS 
provenientes de fibroblastos, por lo que se podría deducir que las líneas 
celulares epiteliales son más fáciles de reprogramar que los fibroblastos (27). 
Aunque estos resultados representan un avance crucial en la biología de las 
células madre, existen aún serios obstáculos como para tener aplicaciones 
clínicas, tal como el uso de retrovirus o lentivirus para modificar genéticamente 
a las células, que puede representar un riesgo de contaminación y riesgo de 
generar algunos tipos de cáncer (9). 
 
Células madre y los factores de crecimiento en la diferenciación celular. 
A pesar de que hay muchas promesas y esperanzas puestas sobre las células 
madre y sus derivados en medicina regenerativa, aún nos encontramos 
alejados de generar una producción robusta y confiable de los derivados de las 
células madre. 
Para poder generar los derivados de las células madre, se deben utilizar 
diversos factores de crecimiento que van a inducir la diferenciación en las 
diferentes líneas celulares. Los primeros trabajos efectuados fueron para dirigir 
la diferenciación de células madre embrionarias de ratón. 
Posteriormente se efectuaron investigaciones en células madre embrionarias 
humanas y uno de los primeros trabajos fue desarrollado por Schuldiner, M. et 
al., quienes examinaron el potencial de ocho factores de crecimiento [Factor 
de crecimiento básico de fibroblasto (bFGF), factor B1 de crecimiento 
transformante (TGF-B1), activin-A, proteína 4 morfo génica de hueso (BMP-4), 
factor de crecimiento de hepatocrito (HGF), factor de crecimiento epidérmico 
(EGF), factor de crecimiento B de nervio (B NG), y ácido retinoico] para dirigir la 
diferenciación de células madre embrionarias humanas que habían iniciado su 
desarrollo como agregados (cuerpos embrioides) expresaban un receptor para 
cada uno de estos factores, y su efecto se evidenciaba por la diferenciación en 
células con diferentes morfologías epiteliales o mesenquimales. Ninguno de los 
factores de crecimiento dirigía la diferenciación exclusivamente a un único tipo 
celular, pero si se notó preponderancia y mayor incidencia hacia un tipo 
determinado (27). 
12 
 
Una de las dificultades que surgen al momento de la diferenciación celular es 
que por lo general se presenta una población heterogénea de diferentes 
derivados, ya que los factores no son exclusivos de una línea celular, y los 
medios usados para la separación son: la tipificación celular por condiciones de 
cultivos selectivos (9). En la figura 2 se muestra un excelente resumen de los 
principales factores de crecimiento. 
 
CELULAS MADRE Y SUS APLICACIONES TERAPEUTICAS 
 
Dadas las propiedades de diferenciación de las células pluripotentes, tenemos 
con las células madre una valiosa herramienta en el tratamiento de 
enfermedadesdegenerativas. 
Los estudios de células madre embrionarias humanas pueden brindar 
información sobre los complejos procesos que ocurren durante el desarrollo 
humano. Una meta fundamental de este trabajo es identificar cómo se 
13 
 
diferencian las células madre indiferenciadas. Algunas de las condiciones 
médicas más serias, tales como cáncer y defectos de nacimiento, se deben a la 
división y a la diferenciación anormal de células (37). 
 
Células madre en la producción de células productoras de insulina. 
La diferenciación de células madre embrionarias humanas a células 
productoras de insulina ha sido un tema controversial. Basados en ciertas 
similitudes en el desarrollo del páncreas y del sistema nervioso, los 
investigadores han adaptado la estrategia de la generación de neuronas a 
generar células productoras de insulina mediante la selección de precursores 
que expresan marcadores neurales, tal como la Nestin (28) (29) (30). Otros 
grupos han cuestionado este procedimiento y descubrieron que la tinción de la 
insulina en los agregados celulares estaba, en realidad, co-localizada con la 
insulina proveniente del medio de cultivo, probablemente por haberse 
acumulado de células en proceso de apoptosis dentro de los cúmulos de alta 
densidad celular (31). Sin embargo, se han hallado transcripciones 
codificantes de insulina en dichos cultivos, los que dieron coloración positiva al 
péptido C de insulina (32) (33). 
Células madre en la producción de cardiomiocitos. 
EL aspecto más sorprendente del actual progreso hacia la regeneración 
cardiaca es la amplia variedad de tipos celulares que han sido seleccionadas 
como candidato para la terapia. Se han considerado células madre 
embrionarias y finalmente, células madre cardiacas endógenas. Los cuatro 
enfoques presentan ventajas y desventajas; además los aspectos críticos a 
considerar para lograr el éxito son: a) pureza y número suficiente de células 
transplantadas, b)retención celular y distribución espacial, c)supervivencia y 
proliferación celular (ambiente isquémico, inflamación, respuesta inmune), d) 
integración electrónica y e) estabilidad y seguridad (34). 
Células madre en tratamiento de desórdenes neurodegenerativos. 
Recientes progresos muestran que se pueden generar neuronas para el 
transplante a partir de células madre en cultivo, y que el cerebro adulto produce 
nuevas neuronas a partir de sus propias células madre en respuesta a algún 
tipo de injuria. Estos hallazgos elevan la esperanza de poder desarrollar 
terapias a base de células madre en el tratamiento de desórdenes 
neurodegenerativos humanos. Entre los derivados de la línea neuronal, se han 
obtenido exitosamente neuronas de dopamina a partir de células madre 
embrionarias humanas y de ratón, y se ha demostrado que mejoran la 
conducta de ratones afectados de la enfermedad de Parkinson, luego de su 
transplante en el mesencéfalo. Varios estudios han demostrado la 
funcionalidad in vivo de neuronas motoras derivadas de células madre 
embrionarias, así como oligodendrocitos y progenitores neurales en modelos 
animales de injuria a la médula espinal. También se ha reportado el potencial 
de progenitores neurales derivados de células madre embrionarias para reparar 
el daño cerebral debido a isquemia. En adición, otros estudios han demostrado 
que progenitores neurales derivados de células madre embrionarias pueden 
formar neuronas funcionales, las que se integran sinópticamente en el circuito 
cerebral del huésped (9). Finalmente, se ha demostrado en modelos animales 
14 
 
de la enfermedad de Huntington el restablecimiento de conexiones nerviosas, 
revirtiendo las diferencias motoras y cognitivas (35). 
 
Células madre en el tratamiento de enfermedades sanguíneas. 
Desde los años 50 y 60 se han utilizado los transplantes de médula ósea 
mediante la infusión venosa de la médula entera en el tratamiento de pacientes 
con leucemia aguda, aplasia de la médula ósea, y deficiencias congénitas 
inmunes. Estos tratamientos clínicos llevaron a efectuar estudios básicos para 
identificar, aislar y caracterizar las raras células madre (células madre 
hematopoyéticas o células HS) que pueblan el componente celular de la 
médula ósea y sangre periférica, y entender así su potencial terapéutico. El 
transplante exitoso de las células HS recae en una compleja interacción de 
factores, incluyendo el nicho de la médula ósea en estado intacto, reacción de 
las células donantes a los efectos inmunológicos del receptor, y la eficacia de 
los tratamientos previos al transplante para eliminar las células malignas. Otro 
aspecto de vital importancia es la histocompatibilidad del receptor con el 
donante. El donante ideal es un familiar cercano compatible histológicamente y 
justamente en razón del reducido número de familiares, una limitante en el 
tratamiento es la falta de donantes. En adición a la clásica aplicación de las 
células HS para el tratamiento de enfermedades de la sangre, ha surgido un 
gran interés en su utilización en la terapia de enfermedades de otros órganos y 
tejidos. Se ha reportado respuesta positiva al injerto en algunos casos 
reparación de tejidos en una variedad de órganos luego de la inyección local o 
sistemática de células HS. Posteriormente se demostró que el mecanismo 
mayor que contribuía a la acción curativa de las células HS era la fusión 
celular. El enfoque de utilizar células madre embrionarias en el tratamiento de 
enfermedades sanguíneas no se ha tomado mucho en consideración debido a 
la relativa abundancia de células madre hematopoyéticas; y los esfuerzos e 
investigaciones futuras están enfocadas a mejorar las tasas de éxito de los 
transplantes, y de proveer de terapias menos tóxicas para eliminar previamente 
las células malignas o degeneradas (36). 
Células madre en la investigación de nuevas drogas. 
En adición a su potencial en la medicina regenerativa, las células madre 
embrionarias presentan importantes roles en el descubrimiento de nuevas 
drogas. En primer lugar, se pueden utilizar células madre embrionarias de ratón 
para crear ratones con mutaciones específicamente dirigidas a genes 
particulares. Estos modelos de ratón han sido extensamente utilizados, por 
ejemplo, para descubrir y evaluar el potencial de acción de estas drogas (37). Y 
en segundo lugar, las células madre embrionarias de ratón pueden ser 
diferenciadas para proveer de variados tipos celulares a fin de ser usadas en 
análisis funcionales de screening, para determinar la potencial toxicidad de las 
nuevas drogas (38). Tradicionalmente, las células empleadas para dichos 
estudios provenían de tejidos humanos o animales, con el consiguiente 
problema de variabilidad entre lote y lote, o de líneas celulares inmortales, que 
con frecuencia presentan, los beneficios de utilizar células madre embrionarias 
de ratón incluyen la capacidad de generar cultivos grandes y uniformes bajo 
condiciones de buenas prácticas de laboratorio con una desviación mínima de 
15 
 
sus características originales, y por ende, estas células pueden ser utilizadas 
para el screening de nuevas drogas y realizar los estudios de toxicidad 
respectivos (9). 
PERSPECTIVAS 
Una mejor comprensión de los controles genéticos y moleculares de estos 
procesos puede brindar información sobre cómo tales enfermedades aparecen 
y a la vez sugerir nuevas estrategias para la terapia. Un problema significativo 
de las aplicaciones de las células madre es que los científicos no entienden 
todavía completamente las señales que activan genes específicos y su 
influencia en la diferenciación de la célula madre (37) 
 
A medida que la terapia con células madre empieza a trasladarse desde el 
laboratorio a la clínica, resulta esencial aprender a generar un amplio rango de 
tipos de células madre debidamente diferenciadas, bajo condiciones bien 
definidas y reproducibles. Esto requiere el entendimiento de las vías de 
señalización celular utilizadas por las células para organizarse en estructurasmayores ordenadas, incluyendo vasos sanguíneos, hueso e incluso órganos 
enteros, tales como riñón y corazón. El día que entendamos completamente la 
base molecular que sostiene la pluripotencia, podremos utilizarla para dirigir la 
diferenciación con la versatilidad propia de los mecanismos embrionarios. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Nombre del alumno: Rebeca Parra Castillo Ledón 
Número de cuenta: 925781‐9 
Teléfono: 52‐02‐09‐83 
Título de la tesina: Células Madre Pluripotencia y Diferenciación Celular 
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