Cultivo de clulas madre.

Laura Echavarra Catherine Juliet Gil Escobar Catherine Arcila Ros

Resumen Gracias a los grandes avances tecnolgicos, la muerte y el envejecimiento dejan de ser limitaciones para la vida; procesos como el cultivo de clulas madre sern los procedimientos biolgicos con ms expectativa y esperanza para combatir con enfermedades terminales. En este trabajo se hace un anlisis de las diversas maneras a proceder con el cultivo de clulas y las aplicaciones, teniendo en cuenta los principios ticos y morales. Palabras clave: avances tecnolgicos, clulas madre, muerte, envejecimiento, limitaciones Abstract Thanks to the big technological advances, the dead and aging leave to be life limitations; process like stem cells cultive will be biological process with more expectative and hope to combat the terminal disease. In this work an analysis is did of different forms to proceed with the cell cultive and the applications , taking into account the ethical and moral principles. Keywords: technological advances, stem cells, dead, aging, limitations Introduccin La bioingeniera, es la rama de la ingeniera que abarca la ciencia y la medicina comprendiendo la vida y sus procesos desde la tecnologa. La bioingeniera ha investigado en diversos campos que van desde la medicina en si misma hasta los medios ms avanzados de la ingeniera, como lo son la electrnica, la robtica y el estudio de los materiales. Pero nuestro enfoque se har en las clulas madre, su cultivo, proceso, beneficios y aplicaciones. El avance de la ingeniera biomdica, ha desarrollado tcnicas que consiguen reparar los tejidos como son los trasplantes; pero stos no estn exentos de complicaciones y limitaciones importantes ya sea por el rechazo o la reaccin del cuerpo o por qu no se encuentre un donante , a esta tcnica se le llama medicina regenerativa que busca reparar tejidos daados utilizando mecanismos similares a los del cuerpo un ejemplo claro de este gran avance medico es el cultivo y trasplante de clulas madre.

 Marco terico Clulas madre, medicina reparadora

De manera natural, los tejidos del cuerpo a lo largo de la vida sufren un desgaste, del que se defienden desarrollando la capacidad intrnseca de autorenovar esos tejidos que se desgastan. De no existir esta renovacin, se reducira considerablemente la esperanza de vida de los seres vivos. Por otro lado, gran parte del amplio elenco de las enfermedades que afectan al ser humano, se basan en la degeneracin y muerte de los distintos tejidos que conforman nuestro cuerpo, ya sea de manera aguda (infartos) o crnica (degeneracin-envejecimiento). El avance de la medicina ha desarrollado tcnicas que consiguen reparar los tejidos: son los trasplantes. La introduccin de los trasplantes a la medicina moderna ha supuesto una revolucin que alguno ha comparado al descubrimiento de la penicilina. Sin embargo los trasplantes de rganos no estn exentos de complicaciones y de limitaciones importantes: la escasez de donantes, la posibilidad real del rechazo del rgano trasplanto. No obstante, se abren ahora nuevas posibilidades: es la nueva medicina regenerativa, que se propone reparar los tejidos daados utilizando mecanismos similares a los que de forma natural usa el organismo para la renovacin de las poblaciones celulares que van envejeciendo y que deben ser sustituidas por otras que suplen su funcin. Los mecanismos que posee el organismo de regeneracin, reparacin y renovacin de tejidos es limitado y es dependiente de la rapidez de instauracin del dao o degeneracin. De esta manera la muerte de grandes cantidades de tejido de manera aguda por ejemplo en los infartos de miocardio, cerebrales- no son susceptibles de ser reparados por los mecanismos naturales del organismo. Entran en escena las nuevas terapias con cultivo y trasplante de clulas madre, que sirvindose de su capacidad natural de regeneracin, y con la ayuda de las tcnicas de trasplante desarrollados estos ltimos aos, se abren como una posibilidad para el tratamiento de este tipo de enfermedades. No cabe duda de que stos nuevos descubrimientos, marcarn una lnea primordial en el campo de las nuevas terapias en medicina. La medicina reparadora, basada en el uso teraputico de las clulas madre, salen al paso del gran aumento de incidencia que estn sufriendo enfermedades de tipo degenerativo que se asocian irremisiblemente al incremento de la esperanza de vida mundial y al envejecimiento de la poblacin, especialmente en el mundo desarrollado. Clulas madre

Esta vez Goretti Virgili nos habla de las clulas madre. En estos tiempo donde hay tanta polmica sobre este tipo de investigaciones nada como estar mejor informado. Este artculo es una introduccin a este fascinante mundo que produce tantos

miedos a unos y tantas promesas y esperanzas a aquellos que sufren de enfermedades degenerativas incurables. Por definicin, las clulas madre son aquellas clulas capaces de dividirse indefinidamente y a partir de las cuales se diferencian los diferentes tipos celulares del organismo. Estas peculiaridades son tambin un sistema de reparacin de los tejidos y/u rganos del organismo. Cuando una clula madre se divide, la progenie puede continuar siendo una clula madre o derivar en un tipo de clula ms especializado ya sea un glbulo rojo, una clula muscular o una neurona. Existen tres tipos diferentes de clulas madre segn el tipo celular en que pueden derivar: 1. Clulas totipotentes: en mamferos, estas clulas pueden convertirse en cualquier tipo en el cuerpo adulto y formar membranas extraembrionarias como la placenta. Son capaces de formar un organismo completo y en este caso estaramos hablando del zigoto como clula madre aunque el trmino totipotente no sera muy correcto cuando se refiere a mamferos. 2. Clulas pluripotentes: son las verdaderas clulas madre y son capaces de derivar en cualquier clula del cuerpo a excepcin de membranas extraembrionarias. Se han descrito tres tipos de clulas pluripotentes: a. Clulas madre embrionarias las cuales se pueden aislar de la masa celular interna del bastocito (etapa embrionaria cuando ocurre la implantacin). En humanos, se estn usando el excedente de embriones que no se han usado para fertilizacin in vitro. Esto ha causado controversia pues al querer obtener las clulas madre embrionarias del blastocito, se destruye el embrin el cual se podra implantar para dar lugar a un beb o tambin simplemente podra ser descartado. b. Clulas embrionarias germinales que pueden ser aisladas del precursor de las gnadas en fetos abortados. c. Clulas embrionarias cancerosas. Estas clulas se aslan de teratocarcinomas, es decir, de tumores ocurridos en el feto. Todas estas clulas se pueden aislar solamente de tejido embrionario o del feto mismo. Se pueden crecer en medio de cultivo y mediante tratamientos especficos se puede prevenir su diferenciacin. 3. Clulas multipotentes: estas clulas slo se pueden diferenciar en un cierto nmero limitado de tipos celulares. Un ejemplo es la mdula sea la cual contiene clulas madre multipotentes capaces de diferenciarse en glbulos rojos, glbulos blancos y plaquetas. Tambin se dice que cuando estas clulas acumulan varias mutaciones pueden producir cncer. Un embrin es totipotencial, es decir, que puede generar un organismo completo. Cuando el embrin humano se desarrolla, sus clulas van perdiendo progresivamente la propiedad de totipotencia hasta que llega a la fase de

blstula al cuarto da de desarrollo. El blastocito (una esfera hueca de clulas) contiene una capa externa de la cual se formar la placenta y otros tejidos necesarios para el desarrollo del feto y una masa interna de clulas donde hay las clulas pluripotentes o clulas madre embrionarias, las cuales darn lugar a todos los tejidos del organismo. Segn contina avanzando el desarrollo embrionario, diferentes clases de clulas madre mantienen la potencialidad de reparar tejidos pero esta propiedad es cada vez ms restringida (clulas madre multipotentes). Debido a que las clulas madre pluripotentes no son totipotentes, si se implantara una de estas clulas en el tero de una mujer, no desarrollara un feto. El potencial de las clulas madre A principios de los aos 80 se consigui aislar clulas madre de embriones de ratn y en 1998 cientficos de Estados Unidos anunciaron el cultivo de clulas madre embrionarias humanas. Lo que realmente atrae a los cientficos es la potencialidad de obtener cualquier tejido del organismo a partir de clulas madre embrionarias y, por tanto, la potencialidad teraputica de las mismas para sanar patologas humanas. Tales patologas abarcan enfermedades neurodegenerativas, como la enfermedad de Alzheimer o de Parkinson, esclerosis mltiple, ceguera por dao de la cornea, diabetes, trastornos cardacos as como la obtencin de tejidos y rganos destinados al trasplante. Lo que contina siendo una incgnita en muchos casos es cmo conseguir un determinado tejido a partir de dichas clulas. Descifrar las seales que determinan el destino de las clulas madre y en qu tejido se van a convertir son pasos clave. La divisin sin lmite permite que a partir de pocas clulas madre se obtengan millones en unas semanas o meses y eso constituira una fuente muy rica de material para ser transplantado. Aunque todo parece muy prometedor, cabe aadir el debate tico desencadenado por el modo de obtencin de dichas clulas. Las clulas madre pueden obtenerse por tres mtodos: extraerlas de embriones, mediante tcnicas de clonacin y, aunque en menor medida, forzando la divisin de vulos sin fecundar. La tcnica de clonacin consiste en tomar una clula reproductora, un vulo, y extraerle su ncleo. Se inserta en su lugar el material gentico de una clula adulta, por ejemplo de la piel, obtenida del mismo paciente. El hbrido resultante se multiplicar dando lugar a un embrin con las mismas caractersticas genticas del donante del ncleo. Un ejemplo en animales es el famoso caso la oveja Dolly. El mtodo que consiste en forzar un vulo sin fecundar a dividirse se llama partenognesis. Se administra una descarga elctrica o un tratamiento qumico a un vulo para que se divida y as se forma una especie de embrin que sobrevive unas semanas, tiempo necesario para extraer las clulas madre embrionarias.

Algunos cientficos sostienen que las clulas madre embrionarias son las nicas capaces de producir cualquier tejido del organismo pero algunos estudios con clulas madre adultas a partir de las cuales se obtuvieron neuronas, clulas musculares y clulas grasas cuestionan tal afirmacin. Una clula madre adulta es una clula progenitora no diferenciada que puede renovarse constantemente y dar lugar a clulas especializadas. Se encuentran en los diferentes rganos para reparar los tejidos en caso de dao. No existen todava respuestas muy claras sobre el potencial estas clulas madre adultas. Se pueden recoger clulas madre de un individuo adulto o guardar congelado el cordn umbilical del beb al nacer que puede servir como suministro muy vlido de clulas madre en el futuro. Aplicaciones de las clulas madre Hasta el momento, la mdula sea ha demostrado ser la mejor fuente de clulas madre en el organismo adulto. Para el tratamiento de leucemia se hace una puncin en los huesos de la cadera del donante sano compatible o el mismo paciente y se aspira el contenido de la mdula sea. Despus de un cribado para separar las clulas, el preparado celular se inyecta al paciente. Entonces las clulas madre progenitoras inyectadas empiezan a dividirse en la zona daada para reparar las alteraciones de la sangre. Las clulas madre tendran aplicaciones en medicina regenerativa, terapias celulares e ingeniera tisular. Muchas enfermedades son consecuencia de malfunciones celulares o destruccin de tejidos y una terapia extrema es el transplante. Las clulas madre pluripotentes estimuladas convenientemente para que se desarrollen como clulas especializadas ofrecen frecuentemente la posibilidad de reemplazar clulas y tejidos daados. As se podran emplear para el tratamiento de lesiones medulares, Parkinson y Alzheimer, quemaduras, lesiones de corazn o cerebrales, diabetes, osteoporosis, artritis reumatoide adems de las patologas mencionadas anteriormente. Por otra parte, las clulas madre constituyen una herramienta para el estudio de los mecanismos genticos y celulares que permiten su desarrollo y diferenciacin. El cncer por ejemplo es un caso de especializacin celular anormal. Otra aplicacin sera conocer el efecto de nuevos medicamentos aplicados en diferentes tejidos antes de hacer las pruebas pertinentes en animales y humanos. Descubren estrategia para cultivar nuevas clulas madre

(NC&T) El descubrimiento, efectuado por expertos del Centro Mdico de la Universidad Duke, permitira cultivar con notable rapidez clulas madre y trasplantarlas en pacientes con enfermedades de la sangre, defectos en el sistema inmunolgico, y dolencias genticas

especficas, segn los investigadores de la citada universidad. Las clulas madre son las clulas ms verstiles del cuerpo, continuamente dividindose en clulas madre nuevas o en clulas especializadas que desempean papeles especficos en el organismo. Pero poco se conoce sobre cmo se determina su destino de entre los muchos posibles. El equipo de Duke estudi las clulas madre hematopoyticas o productoras de sangre. En su estudio, los investigadores descubrieron que una enzima, ALDH, estimula la maduracin de clulas madre hematopoyticas y su transformacin en sangre o clulas inmunolgicas, un proceso llamado diferenciacin. Inhibieron esta enzima en cultivos de clulas madre y lograron aumentar en 3,4 veces el nmero de stas. Adems, demostraron que las nuevas clulas madre eran capaces de restaurar completamente los sistemas inmunolgico y hematopoytico de ratones inmunodeficientes. La capacidad para tratar enfermedades humanas est limitada por nuestro conocimiento de cmo las clulas madre determinan su destino, esto es, si mantienen su capacidad de autorrenovarse o si producen clulas especializadas. Comprender bien este proceso y todos sus cauces permitira a los cientficos prolongar el crecimiento de clulas madre humanas para usos teraputicos. Actualmente, los pacientes que lo requieren reciben clulas madre ya sea de mdula sea de donantes adultos, de la sangre del cordn umbilical procedente de recin nacidos, o de clulas madre sanguneas. Pero las clulas madre son escasas: representan menos del 0,01 por ciento de la poblacin celular de la mdula sea. Asimismo, las unidades de sangre del cordn frecuentemente carecen de un nmero suficiente de clulas madre para reconstruir el sistema inmunolgico diezmado de un paciente. Los esfuerzos para cultivar clulas madre humanas hematopoyticas en el laboratorio han demostrado la dificultad que ello entraa, bsicamente porque los factores de crecimiento en el cultivo hacen que las clulas madre se diferencien rpidamente. Los investigadores esperan desarrollar un ensayo clnico para probar la capacidad ampliada de cultivar clulas madre humanas con fines teraputicos.
Conclusiones

Hoy, gracias a la tecnologa y a sus respectivos avances en el campo biomdico el ser humano se ha podido beneficiar significativamente. Como ejemplos, es posible mencionar la quimioterapia, tratamientos de cncer y trasplantes de rganos entre otros usos. Sin embargo, y a pesar de que ha sido de gran ayuda, aun hay un amplio campo por desarrollar y el debate entorno a la tica de dichos procesos es complejo y delicado con respecto a las implicaciones referentes a la desvalorizacin de la vida humana. Bibliografa http://www.embrios.org/celulasmadre/medicina_reparadora.htm http://neofronteras.com/especiales/?p=34 http://www.solociencia.com/biologia/06090503.htm

Anexos Clulas madre: clula progenitora, autorrenovable mediante divisin mittica, capaz de regenerar uno o ms tipos celulares diferenciados.

Medicina reparadora: La medicina reparadora es una nueva y prometedora estrategia teraputica basada, principalmente, en la manipulacin de clulas madre. Se trata de una alternativa que ofrece la posibilidad de desarrollar nuevos mtodos para reparar o remplazar tejidos o clulas daadas, con la finalidad de tratar enfermedades crnicas graves y hasta ahora incurables, como la diabetes, el Parkinson o la insuficiencia cardaca crnica.