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¡¡ Bienvenid@s a la tercera publicación de la serie sobre la ingeniería de tejidos !! 🙂

Si aún no has leído las dos anteriores puedes leerlas aquí:

https://quantum-society.com/2022/08/23/ingenieria-de-tejidos-1/

https://quantum-society.com/2022/08/27/ingenieria-de-tejidos-2-scaffold/

Ya conocemos en qué consiste el scaffold o soporte para el crecimiento de las células, pero ¿Cómo se obtiene la parte viva?

¡Aquí te lo cuento!

Las células son la parte fundamental de un tejido, pero al igual que no pueden existir por sí solas y necesitan otros componentes para adquirir funcionalidad, no todas las células son iguales ni resultan útiles para la creación de un tejido por ingeniería. Probablemente ya hayas oído hablar de las células madre o stem cells, pero ¿sabes realmente qué son?

TIPOS CELULARES

En ingeniería de tejidos se emplean dos tipos de células: las células somáticas y las células madre o stem cells.

Células somáticas

Las células somáticas forman todos los tejidos que componen un organismo pluricelular adulto, a excepción de las células germinales (óvulos y espermatozoides en el caso de los mamíferos) que son las encargadas de la reproducción y que, por tanto, sólo poseen la mitad de cromosomas que las células somáticas.

Las células somáticas que se pueden utilizar pueden proceder de tres fuentes diferentes, considerándose así:

  • Células autólogas: se obtienen a partir del propio paciente. La ventaja fundamental es que se evita el riesgo de reacciones inmunológicas.
  • Células alogénicas: son células que proceden de un individuo diferente al paciente pero que son de la misma especie. La ventaja que presentan estas células es que están bien caracterizadas y definidas, es decir, son una fuente de células que están listas para ser usadas.
  • Células xenogénicas: las células proceden de una especie diferente.

Stem cells

Las stem cells (“células madre”) se caracterizan por su capacidad de autorrenovación y por ser capaces de diferenciarse en otros tipos celulares más específicos (lo que se conoce como pluripotencialidad). Estas células están implicadas en muchos procesos biológicos de interés, como el envejecimiento o el cáncer, por lo que se estudian exhaustivamente, lo cual también facilita su uso.
Hay dos tipos de stem cells:

  • Células madre pluripotentes. Pueden obtenerse en el laboratorio a través de dos vías:
    • Células madre embrionarias humanas (hESC): proceden de embriones humanos antes de ser implantados. Para conseguirlas se han de seleccionar las células de la masa celular interna del blastocisto, que son las que darán lugar a todas las células, tejidos y órganos del futuro organismo.
    • Células madre pluripotentes inducidas (iPSC): se obtienen a partir de células adultas humanas maduras que se someten a reprogramación celular, una técnica que permite cambiar su patrón de expresión génico para que se encuentren en un estado similar al de las células madre embrionarias.
  • Células madre adultas: A lo largo de la vida del organismo, las poblaciones de células madre adultas sirven como un sistema de reparación interno que genera reemplazos para las células que se van dañando. Estas células se han identificado en muchos órganos y tejidos y generalmente se asocian con ubicaciones anatómicas específicas. Estas células madre pueden permanecer inactivas (sin dividirse) durante largos períodos de tiempo hasta que se activan porque se requieren más células para mantener y reparar los tejidos.

¿Cuáles son las preferidas en Ingeniería de Tejidos?

Una de las limitaciones del uso de células somáticas se conoce como el Límite de Hayflick. Este consiste en que, cuando se seleccionan células somáticas de pacientes con diferentes edades para su cultivo, se observa que el número de divisiones celulares disminuye con la edad. La base molecular de este hecho se encuentra en los extremos de los cromosomas: los telómeros, que van acortándose según se van dividiendo las células. Por tanto, las células somáticas tienen un número finito de divisiones (tanto en cultivo como in vivo) antes de entrar en la fase de senescencia. Sin embargo, las stem cells no son susceptibles al Límite de Hayflick. De hecho, son consideradas inmortales pues son capaces de elongar sus telómeros cada vez que se dividen (gracias a que pueden expresar la enzima Telomerasa).

¿CÓMO SE OBTIENEN ESTAS CÉLULAS?

Lo más interesante sobre la obtención de las células para crear tejidos por ingeniería tiene que ver con lo que se conoce como Medicina personalizada, o lo que es lo mismo, crear un tejido a partir de las células del propio paciente, algo así como un tratamiento «a la carta».

En el siguiente esquema te muestro cómo se consiguen las células madre pluripotentes que queremos:

  1. A partir de una célula somática cualquiera (podría ser un fibroblasto de la piel del paciente) se le extrae el núcleo, con sus dos pares de cromosomas, y se introduce en un óvulo al que previamente se le ha eliminado su núcleo. Después este óvulo comenzará a desarrollarse como un embrión normal y originará la estructura de blastocisto (el embrión temprano). Este blastocisto contiene en su interior un grupo de células denominadas células de la masa interna que son las que conocemos como células madre embrionarias humanas (hESC) y van a tener la misma identidad genética que el paciente original.
  2. A partir de una célula somática (como la del caso anterior) que se fusiona con una hESC, lo cual también dará lugar a células pluripotentes específicas del paciente.
  3. A partir de una célula somática que se somete a un proceso de Reprogramación celular. En esta situación no se necesitan intermediarios (como en los otros dos casos). Por simplificar, esta técnica consiste en utilizar unas moléculas conocidas como Factores de Transcripción (TF) que pueden expresar las células somáticas, convirtiéndose así en células madre pluripotentes inducidas (iPSC).
Las tres formas básicas de obtener células pluripotentes a partir de células somáticas del paciente. Figura creada con Biorender.

Y HASTA AQUÍ ESTE ARTÍCULO…

Si quieres saber más sobre la ingeniería de tejidos sigue atent@ a las siguientes publicaciones de esta serie.

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BIBLIOGRAFÍA

[1] Barthes, J., Özçelik, H., Hindié, M., Ndreu-Halili, A., Hasan, A., & Vrana, N. (2014). Cell Microenvironment Engineering and Monitoring for Tissue Engineering and Regenerative Medicine: The Recent Advances. Biomed Research International, 2014, 1-18. doi: 10.1155/2014/921905

[2] Tissue Engineering. Retrieved 3 October 2022, from https://www.ibiology.org/bioengineering/tissue-engineering/

[3] Introduction to Stem Cells | STEM Cell Information. (2022). Retrieved 3 October 2022, from https://stemcells.nih.gov/info/basics

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Votos: 1 Promedio: 5
Irene Castrosín Omeñaca
castrosinirene@gmail.com | + posts

Graduada en Biología por la Universidad Autónoma de Madrid (UAM).

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