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15.7: Células madre pluripotentes inducidas
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Induced Pluripotent Stem Cells
 
TRANSCRIPCIÓN

15.7: Induced Pluripotent Stem Cells

15.7: Células madre pluripotentes inducidas

Stem cells are undifferentiated cells that divide and produce different types of cells. Ordinarily, cells that have differentiated into a specific cell type are post-mitotic—that is, they no longer divide. However, scientists have found a way to reprogram these mature cells so that they “de-differentiate” and return to an unspecialized, proliferative state. These cells are also pluripotent like embryonic stem cells—able to produce all cell types—and are therefore called induced pluripotent stem cells (iPSCs).

iPSCs are potentially valuable in medicine, because a patient who needs a particular cell type—for instance, someone with a damaged retina due to macular degeneration—could receive a transplant of the required cells, generated from another cell type in their own body. This is called autologous transplantation, and it reduces the risk of transplant rejection that can occur when tissues are transplanted between individuals.

The Process

To create iPSCs, mature cells such as skin fibroblasts or blood cells from a person are grown in culture. Then, genes for multiple transcription factors are delivered into the cells using a viral vector, and the transcription factor proteins are expressed using the cell’s machinery. The transcription factors then turn on many other genes that are expressed by embryonic stem cells, returning the cells to an undifferentiated, proliferative, and pluripotent state.

It is still being studied whether iPSCs are truly equivalent to embryonic stem cells, but they appear to be similar and can produce cells from all three germ layers of the body. As with other types of stem cells, scientists are learning how to promote the differentiation of specific cell types from iPSCs efficiently, so that the needed cell types can be produced in adequate quantities.

Early Clinical Trials

The first clinical trial transplanted retinal cells derived from iPSCs into patients with age-related macular degeneration. Since then, several iPSC clinical trials have been approved for the treatment of Parkinson’s disease, heart disease, and spinal cord injury. Cells taken from patients and turned into iPSCs are also being used to study their diseases in the laboratory. In general, iPSCs provide another source of stem cells for scientific research.

Las células madre son células indiferenciadas que dividen y producen diferentes tipos de células. Normalmente, las células que se han diferenciado en un tipo de celda específico son postmitéticas, es decir, ya no se dividen. Sin embargo, los científicos han encontrado una manera de reprogramar estas células maduras para que "des-diferencien" y regresen a un estado proliferativo no especializado. Estas células también son pluripotentes como las células madre embrionarias, capaces de producir todos los tipos de células, y por lo tanto se denominan células madre pluripotentes inducidas (iPSC).

Los iPSC son potencialmente valiosos en medicina, porque un paciente que necesita un tipo de célula en particular,por ejemplo, alguien con una retina dañada debido a la degeneración macular, podría recibir un trasplante de las células requeridas, generado a partir de otro tipo de célula en su propio cuerpo. Esto se denomina trasplante autólogo y reduce el riesgo de rechazo del trasplante que puede ocurrir cuando los tejidos se trasplantan entre individuos.

El proceso

Para crear iPSC, las células maduras como fibroblastos de la piel o células sanguíneas de una persona se cultivan en cultivo. Luego, los genes para múltiples factores de transcripción se entregan en las células utilizando un vector viral, y las proteínas del factor de transcripción se expresan utilizando la maquinaria de la célula. Los factores de transcripción entonces encienden muchos otros genes que son expresados por células madre embrionarias, devolviendo las células a un estado indiferenciado, proliferativo y pluripotente.

Todavía se está estudiando si los iPSC son realmente equivalentes a las células madre embrionarias, pero parecen ser similares y pueden producir células a partir de las tres capas germinales del cuerpo. Al igual que con otros tipos de células madre, los científicos están aprendiendo a promover la diferenciación de tipos celulares específicos de iPSCs de manera eficiente, de modo que los tipos de células necesarios se puedan producir en cantidades adecuadas.

Ensayos clínicos tempranos

El primer ensayo clínico trasplantó células retintivas derivadas de iPSC en pacientes con degeneración macular relacionada con la edad. Desde entonces, se han aprobado varios ensayos clínicos de iPSC para el tratamiento de la enfermedad de Parkinson, enfermedades del corazón y lesión de la médula espinal. Las células tomadas de los pacientes y convertidas en iPSC también se están utilizando para estudiar sus enfermedades en el laboratorio. En general, los iPSC proporcionan otra fuente de células madre para la investigación científica.


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