El futuro de las aplicaciones de las células madre está plagado de esperanzas para todas aquellas personas que esperan una cura a la diabetis tipo 1, el Parkinsón o una lesión de rodilla a través de la medicina regnerativa, para las personas que tras un accidente necesiten un trasplante de un órgano bioartificial e incluso para aquellos que recurren a los tratamientos de estética para evitar la caida del cabello, borrar las arrugas o moldear su figura. Pero las células madre no son sólo ricas en aplicaciones médicas en el futuro, en la actualidad existen numerosos tratamientos para enfermedades de tipo hematológico, para determinados tipos de cáncer com la leucemia y para algunas patologías genéticas o imnunológicas. En este blog tienes información contrastada de las diferentes aplicaciones de las células madre en la actualidad, tanto en humanos como en animales y de las investigaciones que se están haciendo para nuevas aplicaciones: infartos de corazón, curación de fracturas, aumentos pecho, la alopecia, regeneración de la piel, de venas, arterias, músculos y articulaciones, la construcción de un corazón o un pulmón bioartificial... y son proyectos que ya están en vías de desarrollo. Además de la medicina regenerativa en las aplicaciones clínicas también tenemos en cuenta las terapias génicas y los tratamientos de inmunología, ya que por ejemplo el trasplante de riñones de otra persona es más eficaz si se administran células madre al mismo tiempo.

La eliminación de células en el envejecimiento de los tejidos

La mayor parte de estudios centrados en el envejecimiento de los tejidos se centran en el proceso de recambio de las células gracias a que las células madre generan nuevas células. Pero hay otros mecanismos importantes, como por ejemplo la competición de las células del mismo tejido entre si y la eliminación de las células menos aptas, tal y como ha descubierto el equipo de Eduardo Moreno.

Su grupo científico ha investigado el envejecimiento celular en al epidermis de las moscas de la fruta Drosphila, y han encontrado que hay un gen llamado Azot que es responsable de la eliminación de la células que estan menos aptas y que es clave en el mantenimiento de los tejidos jóvenes. El gen Azot es dominante, por lo que sólo se manifiestan los mutantes cuando no funcionan las dos copias del gen. En el caso de los mutantes (homocigotos recesivos) el gen no se expresa y entonces los tejidos sufren más malformaciones y son susceptibles de que mutaciones aleatorias aceleren la degeneración tisular.

Xantogranuloma juvenil y el tratamiento con células madre

El xantogranuloma juvenil (abreviado como XGJ) es una enfermedad infantil rara en la que se afectada la piel y sólo a veces órganos internos. Se sabe poco de la naturaleza de esta enfermedad, ya que presenta sintomas diferenciados en cada uno de los pacientes, pero se classifica dentro de las histiocitosis. Las histocitosis son un conjunto de procesos derivados de la multiplicación de células madre o derivados que tienen un precursor común de CD34+.

La causa de la multiplicación de las células en el xantogranuloma juvenil no se conoce bien y puede dar diferentes síntomas, pero entre las terapias se suele emplear la quimioterapia y la radioterapia. Estas terapias afectan a la médula espinal y las células madre de la sangre del cordón umbilical son una forma de contrarestar la fuerza que elimina las células.

Retrovirus endógenos asociados a la pluirpotencia de células madre embrionarias e iPS

3 grupos de investigadores independientes han descubierto a lo largo del 2014 que la identidad de las células pluripotentes embrionarias y iPS humanas está relacionado con los retrovirus endógenos HERV. Durante  mucho tiempo  se creía que los retrovirus endógenos formaban parte del ADN que no tenía ninguna función y que era inutil. Al parecer este ADN fue introducido a través de alguna antigua invasión por parte de retrovirus en algún antepasado del humano.


Estudio 1.
En este estudio, se encontró que retoriviruses endógenos tipo -H humana ( HERV - Hs ) están hiperactivada transitoriamente durante la reprogramación hacia células inducidas pluripotentes ( iPSCs ) y juegan un papel importante en este proceso. Sin embargo, cuando la reprogramación haya terminado y las células adquieren plena pluripotencia , actividad HERV -H debe disminuir a niveles comparables con los de las células madre embrionarias , porque la falta de RESILENCE esta actividad lleva al fenotipo de diferenciación defectuosa en el linaje neural. También se encontró que durante la reprogramación , los factores de reprogramación , incluyendo los de clase POU 5 homeobox 1 ( OCT3 / 4 ) , sexo región determinante de Y- cuadro 2 ( Sox2 ) , y Krüppel -como factor de 4 ( KLF4 ) ( OSK ) se unen y activan larga repeticiones -terminal de HERV - Hs . KLF4 posiblemente impide motivo tripartita que contiene 28 y recluta no sólo OCT3 / 4 y Sox2 , sino también vinculantes E1A proteína p300 ( p300 ) acethyltransferase histona en HERV -H loci. Por lo tanto , la activación HERV -H - inducida OKSM constituye un mecanismo imprevisto y fundamental para la formación de IPSC .

Pluripotencia puede ser inducida en células somáticas por factores de transcripción que sobreexpresan , incluyendo la clase POU 5 homeobox 1 ( OCT3 / 4 ) , región determinante del sexo Y- cuadro 2 ( SOX2 ) , Krüppel -como factor de 4 ( KLF4 ) , y mielocitomatosis oncogén ( c- MYC ) . Sin embargo , algunas células madre pluripotentes inducidas ( iPSCs ) exhiben diferenciación defectuosa y el mantenimiento inadecuado de las características de pluripotencia . Aquí nos muestran que la regulación dinámica de los retrovirus endógenos humanos ( HERV ) es importante en el proceso de reprogramación hacia iPS , y en el restablecimiento del potencial de diferenciación. Durante la reprogramación , OCT3 / 4 , Sox2 , Klf4 y LTR7s - transitoriamente los hyperactivated repeticiones terminales largas de HERV de tipo H ( HERV- H ): para niveles mucho más altos que en las células madre embrionarias por ocupación directa de los sitios LTR7 genoma de ancho. El derribo de LTR7s o largo no codificante ARN-proteína intergénica , regulador de reprogramación ( lincRNA - RoR ) , un ARN no codificante largo -H impulsado HERV , a principios de reprogramación redujo notablemente la eficiencia de la generación de IPSC . KLF4 y expresión LTR7 disminuyeron a niveles comparables con células madre embrionarias , una vez reprogramación fue completa, pero la falta de resuppress KLF4 y LTR7s resultaron en la diferenciación defectuosa. También se observó la diferenciación y activación defectuosa LTR7 cuando iPSCs habían obligado expresión de KLF4 . Sin embargo , cuando se expresan de forma aberrante KLF4 o LTR7s fueron suprimidos en iPSCs defectuosos , diferenciación normal fue restaurado . Por lo tanto , un importante mecanismo por el cual Oct3 / 4 , Sox2 , y KLF4 promover la generación de IPSC humana y restablecer potencial de diferenciación es mediante la regulación dinámica HERV -H LTR7s .

Estudio 2.
Humano endógeno subfamilia retrovirus H ( HERVH ) es una clase de elementos de transposición expresados ​​preferentemente en las células madre embrionarias humanas (hESCs ) . En este caso, nos informan de que las repeticiones terminales largas de la función HERVH como potenciadores y que HERVH es un ARN no codificante largo nuclear necesario para mantener la identidad células madre . Además, HERVH se asocia con Oct4 , coactivadores y subunidades mediador. En conjunto, estos resultados revelan una nueva función de elementos de transposición de especies específicas en hESCs

Estudio 3.
Las células madre embrionarias son una gran promesa para la investigación y la terapéutica , ya que tienen el potencial de desarrollo amplio y robusto. Mientras que tales células se derivan fácilmente a partir de blastocistos de ratón no ha sido posible aislar equivalentes humanos con facilidad, aunque las células sin tratamiento previo como humanos han sido generados artificialmente (en lugar de extracción ) por las células madre embrionarias de coerción humano preparado mediante la modificación de las condiciones ambientales o por medio de modificaciones transgénicas.

Aquí nos muestran que una subpoblación dentro de los cultivos de células madre embrionarias humanas (hESCs ) y células madre pluripotentes inducidas ( hiPSCs ) manifiesta propiedades clave de células estatales ingenuos . Estas células - ingenuas como pueden ser etiquetados genéticamente , y están asociados con niveles elevados de transcripción de HERVH , un retrovirus endógeno primates específicos . Elementos HERVH proporcionan sitios de unión funcional de una combinación de factores de transcripción pluripotencia ingenuos , incluyendo LBP9 , recientemente reconocidos como relevantes para la ingenuidad en mice6 . LBP9 - HERVH impulsa alternativa hESC específico y transcripciones quiméricos , incluyendo largos ARNs no codificantes de pluripotencia moduladora . La interrupción de LBP9 , HERVH y derivados de las transcripciones HERVH compromete auto-renovación . Estas observaciones definen expresión HERVH como un sello distintivo de hESCs - ingenuos como , y establecen nuevos circuitos transcripcional primates específicos pluripotencia regular .

Síndrome de deleción 22q11 y su tratamiento con células madre

Por síndrome de deleción 22q11 se entiende un patrón de anomalías que se producen cuando se pierde un fragmento o región específica del cromosoma 22, denominada precisamente 22q11.2.

La región cromosómica 22q11.2 alberga medio centenar de genes, algunos de los cuales controlan determinados aspectos del desarrollo embrionario.

Específicamente, la migración de células originarias de una zona del esbozo del sistema nervioso central conocida como “cresta neural”, que intervienen en el desarrollo de una serie de estructuras como el timo, la glándula paratiroides y el corazón (ver figura 1). Estas células también participan en el desarrollo del paladar y de determinadas zonas del cerebro.

¿Qué manifestaciones clínicas y problemas médicos se asocian con el síndrome de deleción 22q11?
Las manifestaciones del síndrome de deleción 22q11 se relacionan principalmente con las diferentes estructuras y órganos afectados:

anomalías cardiacas congénitas (50-75%)
hendiduras o insuficiencia de la función del paladar (60%)
problemas de la regulación del calcio con tendencia a la hipocalcemia (caída del nivel de calcio en sangre) (50%)
predisposición a infecciones en los primeros años de vida, y a la aparición de procesos autoinmunes

De todos estos problemas el tratamiento con células madre hematopoyéticas es efectivo para frenar la aparición de procesos autoinmunes o para ayudar a que se realice una mejor recuperación, pero no es un tratamiento curativo ya que la dolencia tiene un origen genético. De forma paralela también se está trabajando en una línea de investigación con células madre enfermas para conocer mejor los mecanismos de actuación del síndrome de deleción 22q11.

Las células madre germinales

Las células madre germinales son aquellas que tienen la capacidad de generar óvulos y espermatozoides en diferentes especies ánimales, incluyendo entre ellos a la especie huamana y a todos los demás mamífeors. Estas células madre sin embargo tienen una serie de particularidades que es neceario realtar.

Holoclar, una terapia celular que regenera la cornea

De forma natural el ojo humano cuenta con una población de células madre capaces de regenerar dia a dia el desgaste que se produce en la córnea, que elimina parte de sus células. A veces esos mecanismos de regeneración natural fallan porque la zona en la que se encuentran esas celulas madre han sido dañadas, por lo que la persona perdera la visión de forma progresiva.

Hasta el momento la única "solución" era realizar un traplante de cornea, pero no existia ninguna terapia oficial para tratar este tipo de problemas, por lo que es una gran noticia que en Europa se haya aprobado Holoclar, una terapia celular basada en el autotrasplante.

Neutropenia autoinmune y su tratamiento con células madre

Neutropenia autoinmune es una enfermedad en el que el cuerpo no identifica a un tipo de células del sistema inmunitario llamadas neutrófilos granulocíticos como parte del cuerpo. O dicho de otra forma, los detecta como agentes extraños, foraneos, invasores. Por ello otras células del sistema inmune crean anticuerpos para atacar a los neutrófilos y destruirlos, al igual que harían con una infección vírica o bacteriana.

Este transtorno autoimne es más frecuente en bebés y niños pequeños, y fue descrito por primera vez en 1975 (lo cual no quiere decir que no existiera antes, sólo que no se sabía porque morían los bebés). La reacción autoinmune hace que se eliminen parte de los glóbulos blancos (neutropenia) y que por lo tanto que aumente el riesgo de infecciones que podrían llevar al bebé a la muerte aunque hay niños que superan la neutropenia autoinmune después de varios meses y pueden seguir una vida normal.

Existen varias posibilidades para su tratamiento siendo esencial siempre el uso de antibioticos para prevenir las infecciones y eliminarlas. Otras terapias se centran en reducir la producción de anticuerpos administrando coritcosteroides y el aumento de la proliferación de neutrófilos con factores de crecimiento. El tratamiento con células madre está basado en la sangre cordón umbilical, es preventivo y también ayuda a atenuar la inflamación. Por ello puede ser aplicado antes de una situación de crisis o incluso para paliar una infección grave, aunque hay que tener en cuenta que la compatibilidad de las células del donante sea máxima para evitar un rechazo inmune.

Lo que se hace es administrar células madre de la sangre del cordón umbilial que sean compatibles con la genética del bebé y que sean capaces de instalarse en la médula ósea para regenerar el sistema inmunitario, en especial los neutrófilos.