39.1: Fuente y potencia de las células madre

Las células madre son células indiferenciadas con amplias propiedades de autorrenovación que les ayudan a mantener su población durante las etapas de la vida fetal y adulta. Pueden especializarse en todos los tipos de células del cuerpo humano. Sin embargo, su potencial diferencial puede variar y se pueden clasificar en cinco tipos. Las células madre pueden ser (1) totipotentes, (2) pluripotentes, (3) multipotentes, (4) oligopotentes y (5) unipotentes. Cada célula madre tiene un origen específico; el óvulo fertilizado o cigoto es una célula totipotente y puede convertirse en tejidos embrionarios y extraembrionarios. A medida que avanza el desarrollo, el cigoto sufre repetidas rondas de divisiones celulares y eventualmente pierde su totipotencia para convertirse en una masa de 64 células llamada blastocisto. El blastocisto está formado por una masa celular interna (ICM) de rápida proliferación y la capa externa del trofectodermo (TE). Tanto ICM como TE son fuentes de células madre pluripotentes. La ICM puede diferenciarse en cualquier tejido embrionario, incluidas células sanguíneas, células musculares, neuronas, piel y células intestinales, pero no en tejidos extraembrionarios. Por el contrario, las células TE sólo pueden formar placenta, amnios y corion. La ICM también se denomina células madre embrionarias o células ES. Las células ES se utilizan habitualmente en la medicina regenerativa para tratar accidentes cerebrovasculares y enfermedades neurodegenerativas como el Parkinson o el Alzheimer.

Las células madre multipotentes incluyen células madre adultas o ASC. Residen en el tipo de tejido específico y producen células de ese linaje de tejido en particular únicamente. Por ejemplo, las ASC de la médula ósea se denominan células madre hematopoyéticas o HSC, y pueden diferenciarse en todas las células sanguíneas, pero no en células intestinales o musculares. Las células madre oligopotentes tienen un linaje tisular aún más restringido y solo pueden diferenciarse en un menor número de tipos de células del tejido. Las células madre broncoalveolares (BASC) de los pulmones son oligopotentes y pueden diferenciarse en epitelio bronquiolar o epitelio alveolar. Las células unipotentes sólo pueden generar un tipo de célula, como las células madre musculares. Maduran hasta convertirse únicamente en células musculares del cuerpo.

Todos los organismos pluricelulares surgen de un solo óvulo fertilizado llamado cigoto. El cigoto se divide mitóticamente para formar una masa de ocho células.

En esta etapa, las células se denominan células madre totipotentes que pueden reproducirse, renovarse y especializarse en diferentes tejidos tras la implantación.

Las células madre en división forman una masa de 64 células llamada blastocisto, con una capa externa llamada trofoectodermo o TE, y un núcleo de células débilmente unidas llamada masa celular interna o ICM.

El TE está formado por una sola capa de células firmemente adheridas entre sí, formando el primer epitelio. Estas células se diferencian posteriormente para formar tejidos extraembrionarios, mientras que el ICM produce el embrión.

A medida que un bebé se convierte en adulto, tejidos como la piel, los músculos y el intestino retienen algunas células madre. Las células madre adultas solo pueden formar el tejido específico en el que residen y reemplazar las células dañadas o muertas.