39.11: Cultivo de células madre

La investigación con células madre tiene como objetivo encontrar formas de utilizarlas para regenerar y reparar el daño celular. Con el tiempo, la mayoría de las células adultas sufren el desgaste del envejecimiento y pierden su capacidad de dividirse y repararse a sí mismas. Las células madre no muestran una morfología o función particular. Las células madre adultas, que existen como un pequeño subconjunto de células en la mayoría de los tejidos, siguen dividiéndose y pueden diferenciarse en una serie de células especializadas generalmente formadas por ese tejido. Estas células permiten al cuerpo renovar y reparar los tejidos corporales.

Los mecanismos que inducen a una célula no diferenciada a convertirse en una célula especializada no se conocen bien. En un laboratorio, es posible inducir que las células madre se diferencien en células especializadas cambiando las condiciones físicas y químicas de crecimiento. Se utilizan experimentalmente varias fuentes de células madre y se clasifican según su origen y potencial de diferenciación. Las células madre embrionarias humanas (hESC) se extraen de embriones y son pluripotentes. Las células madre adultas que están presentes en muchos órganos y tejidos diferenciados, como la médula ósea y la piel, son multipotentes y su diferenciación está limitada a los tipos de células que se encuentran en esos tejidos.

Las células madre aisladas de la sangre del cordón umbilical también son multipotentes, al igual que las células de los dientes de leche (dientes de leche). Los investigadores han desarrollado recientemente células madre pluripotentes inducidas (iPSC) a partir de células madre adultas humanas y de ratón. Estas células son células adultas multipotentes genéticamente reprogramadas que funcionan como células madre embrionarias; son capaces de generar células características de las tres capas germinales.

Debido a su capacidad para dividirse y diferenciarse en células especializadas, las células madre ofrecen un tratamiento potencial para enfermedades como la diabetes y las enfermedades cardíacas. La terapia basada en células se refiere al tratamiento en el que se inyectan en un paciente células madre inducidas para diferenciarse en una placa de crecimiento para reparar células o tejidos dañados o destruidos. Es necesario superar muchos obstáculos para la aplicación de la terapia basada en células. Aunque las células madre embrionarias tienen un rango casi ilimitado de potencial de diferenciación, el sistema inmunológico del paciente las considera extrañas y pueden provocar rechazo. Además, la destrucción de embriones para aislar células madre embrionarias plantea considerables cuestiones éticas y legales.

Por el contrario, las células madre adultas aisladas de un paciente no son consideradas extrañas por el cuerpo, pero tienen un rango limitado de diferenciación. Algunas personas almacenan la sangre del cordón umbilical o los dientes temporales de sus hijos y almacenan esas fuentes de células madre para uso futuro, en caso de que su hijo las necesite. Las células madre pluripotentes inducidas se consideran un avance prometedor en este campo porque su uso evita los problemas legales, éticos e inmunológicos de las células madre embrionarias.

El cultivo de células madre es el proceso de cultivar células madre in vitro en condiciones óptimas.

Las células madre tienen una amplia gama de aplicaciones médicas como la regeneración de tejidos y órganos.

Las muestras de células madre generalmente se extraen de tejidos adultos o embrionarios.

A continuación, estas muestras se transfieren a placas de cultivo de plástico recubiertas con una capa de alimentación formada por células embrionarias de fibroblastos de ratón inactivadas, que proporcionan las interacciones intercelulares y los nutrientes necesarios; y prevenir la diferenciación espontánea de las células madre.

La placa de cultivo se complementa con medios que contienen principalmente hormonas de crecimiento y nutrientes esenciales. Nutre las células madre para dividirlas y esparcirlas por la placa de cultivo, formando colonias.

Una vez que crecen hasta el tamaño requerido, estas colonias se retiran suavemente y se someten al pasaje, donde se resiembran o subcultivan varias veces para establecer una línea celular pura y en continuo crecimiento.

Una línea celular establecida puede dar lugar a millones de células madre in vitro. Por lo tanto, un lote de estas células madre cultivadas se puede congelar para su uso futuro.