Esta semana pasada, han tenido bastante eco en las noticias dos artículos publicados en la revista Nature que tratan sobre cómo obtener células sanguíneas a partir de células madre. Ahora hace quince días, en un megacongreso internacional con 11.000 asistentes, escuché embelesada varias conferencias sobre terapia para la ceguera con células madre. Sin embargo, justo hace dos meses, otra noticia (también con bastante resonancia mediática) era muy negativa, tres personas se habían vuelto ciegas después de la inyección de células madre en una clínica de Florida. Semana sí, semana también, oímos en las noticias hablar de células madre, solas o acompañadas: células madre embrionarias, adultas, pluripotentes, pluripotentes inducidas... y llega un punto, que tenemos en la cabeza tal batiburrillo, que no entendemos realmente qué nos explican ni por qué. ¿De qué tipo de célula madre hablan? ¿De hecho, qué es una célula madre?
La definición de libro de una célula madre (stem cell, en inglés) nos dice que una célula madre es aquella célula capaz de dividirse en dos células hijas, una de las cuales sigue siendo madre y capaz de dividirse, mientras que la otra se diferencia para hacer un trabajo concreto dentro del organismo. Acuerdo, hablemos. Exactamente, ¿qué queremos decir con esta definición? Vamos un poco atrás para comprender el contexto.
Las células madre embrionarias son pluripotentes y pueden generar cualquier órgano y tejido del adulto
Un organismo pluricelular, como el nuestro, tiene muchas células. Estas células están diferenciadas para ejecutar trabajos diferentes. Eso tiene todo el sentido del mundo. Hacemos un símil sencillo: suponemos que estamos solos y no tenemos contacto con nadie. Para sobrevivir lo tendríamos que hacer todo, buscar comida y agua, buscar cobijo, hacer fuego para no pasar frío, hacer ropa para cubrirnos el cuerpo, construir herramientas que nos faciliten las tareas, recoger hierbas medicinales por si nos cogiera un dolor de barriga... lo tendríamos que hacer todo mínimamente bien, con un gran esfuerzo de tiempo, o moriríamos. Talmente, los organismos unicelulares lo tienen que hacer todo, solos. Y cuando toca reproducirse, se dividen en dos células hijas clónicas, con la misma información genética y, venga, a ser independientes de nuevo.
De acuerdo. Pero, ¿y si en lugar de vivir solamente, vivimos en comunidad? Entonces quizás no hace falta que todos lo hagamos absolutamente todo. Seguro que nos organizaríamos para optimizar tiempo y recursos, intentaríamos dividirnos el trabajo y hacer sólo algunas tareas concretas (si puede ser, aquellas para las que estamos más capacitados). De igual manera, los organismos pluricelulares tienen células diferenciadas que ejecutan tareas diferentes. No es igual una célula de la piel, allanada para pavimentar y proteger el cuerpo, que una célula muscular, alargada y con capacidad de contraerse. No es igual una neurona, que tiene que establecer centenares de miles de contactos, que un hepatocito (una célula de nuestro hígado), que tiene que metabolizar todos los reactivos que circulan en sangre. No son iguales, ni conviene que lo sean, porque hacen trabajos diferentes y las tienen que hacer muy bien. Pero esta diferenciación celular tan exquisita tiene que pagar un precio muy alto, la célula se diferencia a cambio de perder la capacidad de replicarse. Una célula diferenciada no se puede dividir en dos células hijas. Punto.
Las células madre adultas regeneran tejidos, pero tienen capacidades limitadas
Entonces, si un organismo sólo estuviera hecho de células diferenciadas, ¿qué pasaría si sufriera una herida o un traumatismo? Si no tuviera ninguna célula con capacidad de dividirse, aquel organismo no se podría regenerar. Iría perdiendo células en diferentes situaciones, un corte, una herida, un golpe... hasta comprometer del todo su funcionalidad y moriría. Por lo tanto, ya vemos la necesidad de que haya un grupo de células que no lleguen a estar tan diferenciadas sino que todavía mantengan la capacidad de división celular, este reservorio son las células madre. Se calcula que en nuestro cuerpo, el 85% de las células son células diferenciadas, y un 15%, células madre. Así, tenemos las células madre de la piel y las mucosas, encargadas de renovar nuestra cubierta externa e interna, tenemos las células madre del muelle del hueso (células madre hematopoiéticas), que generan todos los tipos de células sanguíneas, etc. Ahora bien, estas células madre adultas (es decir, que no son embrionarias) no pueden hacer todos los tipos celulares del organismo. Cuando se dividen, una de las células hijas seguirá manteniéndose como célula madre, mientras que la otra se diferenciará hacia un tipo celular concreto (célula epidérmica, célula sanguínea de la línea blanca... ). Las células madre adultas tienen, pues, una capacidad limitada de regeneración que, de hecho, van perdiendo con la edad (el envejecimiento es tema para otro día).
Es evidente que tienen que existir células madre con mayor capacidad, que se puedan convertir en cualquier tipo celular. Ya antes que nada, todos nosotros procedemos de una única célula, el cigoto, generado cuando un espermatozoide de nuestro padre fecundó un oocito de nuestra madre. Y de esta primera célula, después de millones y millones de divisiones celulares (de la orden de 1.015), salimos como organismos funcionales, con una panoplia de células bien diferenciadas. Claro está que tenemos que lnombrar de manera diferente a las diferentes células madre. El embrión muy inicial está formado por células madre totipotentes, las cuales pueden dar lugar a cualquier tejido y órgano del embrión (y, por lo tanto, del adulto). En el caso de los mamíferos (como nosotros), justo antes de la implantación, hay un primer paso de diferenciación, en el que se separan las células que darán lugar a la placenta, de las células que formarán parte del embrión propiamente dicho, las llamadas células madre embrionarias (embryonic stem cells, ESC). Estas ESC son pluripotentes, pero no tan totipotentes como las del embrión temprano, pues ya han dado un primer paso de diferenciación, aunque, evidentemente, pueden dar lugar a todas las células de un cuerpo adulto. Las ESC al ir dividiéndose y dividiendo y dividiendo, irán generando tejidos y órganos. A cada paso de diferenciación, las células hijas irán perdiendo capacidades hasta que, finalmente, se habrán diferenciado totalmente y serán incapaces de dividirse más. Como pequeño reservorio quedarán las células madre del adulto, grupitos de células, multi- o uni- potents, con cierta capacidad de división celular y regeneración de tejidos.
Las células diferenciadas están especializadas y pierden la capacidad de dividirse
Pero, comparativamente, la capacidad de crecimiento de las células madre embrionarias es verdaderamente espectacular, y si pudiéramos utilizar células madre embrionarias en lugar de las del adulto, la capacidad de regeneración también sería espectacular. ¿Por qué no imaginar, por ejemplo, introducir células madre embrionarias en un corazón que ha sufrido una angina de pecho con el fin de regenerar, así, la zona muerta y necrótica del corazón? ¿Y por qué no podemos imaginar que generamos células de riñón para poder tratar pacientes con graves problemas renales? ¿O células de retina para poder curar a la gente que tiene ceguera?
Pero esta es una nueva historia, la de las células madre inducidas pluripotentes y lo explicaremos muy pronto.
Célula embrionaria humana