Celulas Madre

ARTÍCULOS DE REVISIÓN REV MED UNIV NAVARRA/VOL 46, Nº

Utilización de Células Madre en Terapia Regenerativa

Cardíaca

F. Prósper, A. Pérez, J. Cosín, A. Panizo, J. Rifón, M. Hernández, J. Pérez-Calvo, G. Rábago, S. Inogés,

E. Rocha, J. Herreros

Servicio de Hematología y Area de Terapia Celular. Departamento de Anatomía Patológica y Departamento

de Cardiología y Cirugía Cardiovascular. Clínica Universitaria. Facultad de Medicina. Universidad de Navarra

Correspondencia

Felipe Prósper

Servicio de Hematología y Area de Terapia Celular. Clínica Universitaria. Facultad de Medicina. Universidad de Navarra

Av Pio XII, 36

31008 Pamplona

(fprosper@unav.es)

Resumen

La posibilidad de utilizar células madre en el tratamiento de diversas

enfermedades humanas como la diabetes, la enfermedad de Parkinson,

la cardiopatía isquémica constituye uno de los retos mas importantes

de la medicina moderna. Sin embargo, antes de que los resultados

de los estudios con células madre se traduzcan clínicamente

existen múltiples problemas que deben ser resueltos. A continuación

trataremos de exponer algunos conceptos relacionados con las células

madre y su potencial, centrándonos principalmente en las células

madre adultas tal como han sido recientemente descritas por el grupo

de Catherine Verfaillie. Además presentaremos resultados de alguno

de los primeros estudios clínicos realizados con células madre

adultas como forma de terapia regenerativa cardíaca. En dichos trabajos

se han empleado células madre de músculo (células satélite)

autólogas en pacientes con infarto de miocardio, inyectándose directamente

dichas células en la periferia de la cicatriz secundaria al

infarto.

Palabras clave: Mioblasto. Células Madre Adultas. Regeneración

Cardíaca.

Summary

One of the most important challenges in modern medicine is the use of

stem cells for the treatment of human disease such as diabetes,

Parkinson´s disease or isquemic cardiomyopathy. A number of

problems need to be solved before stem cells can be applied clinically.

In this paper we will review some concepts related to the potential of

stem cells, focusing on adult stem cells as they have recently been

described by the group of Catherine Verfaillie. We will also present

our initial clinical results using adult stem cells for cardiac regenerative

therapy. In the studies mentioned above, autologous muscle stem

cells (satelite cells) were infused directly in the periphery of the scar

tissue of the infarct. We describe the technique for ex vivo expansion

and purification of muscle stem cells.

Key Words: Myoblast. Adult Stem Cell. Cardiac Regenerative

Therapy.

Introducción

Desde que en 1998, el grupo de Thomson demostrara la

posibilidad de obtener células madre pluripotenciales a partir

de la capa celular de la masa interna del blastocisto humano1

,

numerosos estudios han demostrado la gran capacidad

proliferativa y diferenciadora de estas células y sus potenciales

aplicaciones en el tratamiento de enfermedades humanas como

la diabetes, la enfermedad de Parkinson o la insuficiencia cardíaca2-4.

Indudablemente, la utilización de células derivadas de

embriones o fetos humanos conlleva una serie de problemas

tanto éticos como científicos que han estimulado la búsqueda

de otras alternativas y mas concretamente la posibilidad de la

utilización de células madre obtenidas a partir de tejidos adultos5

.

Antes de exponer algunos de los estudios que demuestran

la existencia de células madre adultas y su potencial creemos

que seria interesante definir algunos conceptos generales relacionados

con las células madre: ¿Que propiedades caracterizan

a la célula madre y la definen como tal?

1.capacidad de proliferar sin diferenciarse durante períodos

de tiempo prolongado, en principio durante el tiempo

de vida del órgano del que procede;

2.las células madres tienen la capacidad de diferenciarse

hasta formar células maduras y funcionales. Una célula

madre es capaz de generar células maduras existentes

en distintos tejidos maduros;

3.capacidad diferenciadora in vivo, en otras palabras una

célula madre es capaz de una vez injertada en un animal

de experimentación, diferenciarse hacia células maduras

y funcionales.

Otro concepto importante es el de pluripotencialidad y

multipotencialidad. Aunque estos términos y otros similares se

han utilizado con cierta ambigüedad, al hablar de células madres

pluripotenciales hablamos de células con las característi-

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nado células madre adultas multipotenciales (MAPC). Las MAPC

se caracterizan por la ausencia de expresión de antígenos específicos

de células comprometidas (CD34-, CD44-, CD45-, HLA

clase I y II -, c-kit-) y por la expresión de factores trascripcionales

de células madre pluripotenciales como Rex-1 y Oct4. Las MAPC

humanas se pueden expandir in vitro, cultivándolas en medio

con una concentración baja de suero (2%) en presencia de

factor de crecimiento epidérmico (EGF) y factor de crecimiento

derivado de plaquetas (PDGF). En estas condiciones las MAPC

pueden proliferar durante mas de 100 duplicaciones sin acortar

la longitud de sus telómeros, gracias a la expresión de actividad

telomerasa.

Uno de los aspectos fundamentales de las MAPC es su

capacidad diferenciadora. Al sustituir el medio de expansión por

medio de diferenciación se puede inducir la diferenciación a

tejidos de distintos orígenes embrionarios. Las MAPC humanas

al igual que las células madre mesenquimales se diferencian a

tejidos derivados mesodérmico como osteoblastos, condroblastos,

músculo estriado esquelético y cardíaco o endotelio. Sin

cas antes descritas capaces de diferenciase in vitro e in vivo a

tejidos derivados de cualquiera de las tras capas embrionarias,

ectodermo, mesodermo y endodermo. Las células madre

embrionarias humanas obtenidas de la masa celular interna del

blastocisto o de la cresta gonadal fetal han demostrado su capacidad

de diferenciase a tejidos de diferentes orígenes

embrionarios tanto somáticos como células germinales. Su capacidad

proliferativa es prácticamente ilimitada gracias en parte

a que expresan actividad telomerasa. Sin embargo a pesar

de su enorme potencialidad existen numerosos obstáculos para

su utilización clínica. Las células madre embrionarias inducen

la formación de teratomas al ser infundidas en animales de

experimentación (tumores benignos), mientras que el control

de su diferenciación es complejo cuando menos.

Además de las células madre pluripotenciales, estarían las

células madre multipotenciales. Tanto en animales de experimentación

como en el ser humano se han identificado células

madre en diferentes tejidos como el SNC, hígado, músculo,

médula ósea, epidermis o epitelio gastrointestinal6-8. Estas cé-

lulas son capaces de proliferar durante tiempos prolongados

pero su capacidad diferenciadora se limita en general a los

tejidos existentes en los órganos de los cuales se derivan y por

ello se llaman células madre multipotenciales.

De forma muy reciente diversos estudios indican que células

madre con un origen embrionario concreto son capaces de

generar tejidos que derivan de una capa embrionaria diferente9-

14. Este concepto se ha denominado versatilidad de las células

madre o capacidad de transdiferenciación. Aunque demostrar

la capacidad transdiferenciadora de una células exige la utilización

de criterios estrictos y muchos de los trabajos publicados

no cumplen estos requisitos, la existencia de esta propiedad por

parte de algunas poblaciones celulares esta aceptada. Así, por

ejemplo, se ha demostrado que células obtenidas de médula

ósea (mesodermo) son capaces de generar in vivo tejido hepá-

tico (endodermo) o tejido neuronal (ectodermo). También células

madre aisladas del SNC son capaces de producir células

hematopoyéticas.

Células madre adultas multipotenciales (MAPC)

De forma simultanea al desarrollo de las células madre

embrionarias, diversos grupos de investigación han trabajado

en la identificación y caracterización de un población celular

con características de células madres pluripotenciales, pero

obtenidas a partir de tejido adulto5,15-18. Las implicaciones desde

el punto de vista clínico de la existencia de células madre

pluripotenciales adultas sería obviamente importantes, ya que

su utilización conllevaría ventajas no solo desde el punto de

vista ético sino también clínicas como comentaremos a continuación.

Existen

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