Células Madres ( ): Stem Cells

Células Madres (Stem Cells) Harry Alices-Villanueva, Ph.D. Universidad Interamericana de Puerto RIco Departamento de Ciencias & Tecnología

Referencia

Dedicatoria

Células Madres Humanas: • ¿Pueden reemplazar células pérdidas? • ¿Pueden tejidos humanos ser recreados por entero? • ¿Pueden prevenir enfermedades relacionadas a la vejez? • ¿Podremos encontrar un mecanismo perfecto para hacer llegar la terapia? • ¿Podremos extender el largo de vida del ser humano?

Célula Madre • Una célula capaz de ilimitados ciclos celulares con la capacidad de cesar siendo una célula madre y convertirse en una de la gran variedad de células especializadadas que ya no pueden dividirse ilimitadamente.

Las células madres se dividen en cuatro subgrupos.

Células Madres Adultas • Algunos tejidos y órganos mantienen una población de células madres. • Dan origen a tipos especificos de células. • Exhiben un desarrollo potencial restricto.

Ejemplos de Células Madres Adultas • • • •

Vasos sanguíneos Espermatógenesis Médula ósea Estomago e intestinos

Aquellos tejidos y órganos que no mantienen una población de células madres a lo largo de la vida, no pueden autorepararse.

Tejidos deficientes en células madres: • • • • •

Cerebro Corazón Cordón espinal Ojos Riñones

Diferenciación Celular • El proceso de convertirse en una célula totalmente madura con expresión especializada de productos de expresión genética necesarios para llevar a cabo funciones tisulares especificas.

Células Madres de Tejidos Fetales • A los tres meses de preñez se comienzan a formar los órganos. • El feto humano en desarrollo mide dos pulg. y pesa ~1 onza. • Durante los seis meses restantes de preñez, los organos aumentan en tamaño y desarrollan la propiedad de funcionar independientemente de la placenta.

Células Madres de Tejidos Fetales • Debido a que el feto está creciendo rápidamente, todos los tejidos y órganos, incluyendo el cerebro, contienen células madres.

Células Madres Embriónicas • Antes de que los organos se formen, los embriones de todas las especies están compuestos de una colección de células con el potencial de dar origen a muchos diferentes organos y tejidos.

Células Madres Embriónicas • Estas células con tal potencialidad plural reciben el nombre de células madres pluripotentes. • Exhiben asombrosa plasticidad.

Células Madres Embriónicas • Se dividen infinitamente en placas petri en el laboratorio. • Mantienen la habilidad de diferenciarse en numerosos tipos de células al ser expuestas a factores de crecimiento apropiados.

El factor de crecimiento nervioso, una hormona proteíca, puede inducir diferenciación de células madres en cultivo a células nerviosas maduras o neuronas capaces de transmitir señales químicas y eléctricas en forma similar a los nervios del cuerpo.

Células Madres por Transplante Nuclear • Enuclear: el proceso de remover información genética celular en forma de un núcleo interfásico o en forma de cromosomas. • Se transfiere un núcleo a un ovulo enucleado para determinar si el núcleo transferido puede guiar el desarrollo de un individuo.

Células Madres por Transplante Nuclear • Tales células madres producidas por transferencia de núcleo serán genéticamente idénticas al adulto y capaces de dar origen a células de reemplazo para todos los tejidos corporales.

Reto • • • •

Oposición de grupos sociales. Intereses religiosos. Legislación. Ética y moral.

Ciclo de Vida Celular

Moléculas Importantes del Ciclo Celular • Kinases: una proteína (enzima) capaz de lograr la adición deun grupo fosfato (PO4-2) a un aminoácido. • Cyclin–dependent kinases: se activan cuando se enlazan a sus respectivas ciclinas. • Fosfatasa: una proteína (enzima) capaz de remover un grupo fosfato de un aminoácido

Estimular División Celular • Usted se hace un tajo en un dedo… • Se forma un coágulo de sangre. • La dermis en la piel forma una red para evitar pérdida de fluído desde dentro e infección desde afuera.

Estimular División Celular • Usted se hace un tajo en un dedo… • Se activa la síntesis de queratinas: proteínas especializadas  epidermis. • Células madres debajo de la dermis reciben la señal para reemplazar células epidermales. • Proceso toma 24 hrs; células madres han estado en G0 y deben despertar y entrar a G 1.

Checkpoints • Detienen el progreso del ciclo celular si ocurre algún error. • Un checkpoint importante es el de G1  S. • Se repara el daño al DNA antes de pasar a S. • Una proteína llamada p53 media en este checkpoint.

Checkpoints • Muchos canceres humanos tienen mutacions en el gen p53. • Se produce una proteína p53 defectuosa que no es capaz de mediar en el checkpoint G1S. • Permite que el DNA dañado progrese a la fase S. • Se acumulan células defectuosas características de los tumores cancerosos.

Tales células han escapado los checkpoints naturales de la división celular y fallan también en llevar a cabo las funciones normales del tejido en el cual surgen.

Progreso de la fase G2 a la M requiere activación de la Cdk2 (tambien llamada Cdc2) mediante enlace a la ciclina B que conduce a un complejo llamado maturation promoting factor (MPF).

¡Recuerden . . .

Desarrollo del óvulo Trophoblast

ICM (Inner Mass Cells)

Blastocito

Aplicaciones terapeúticas • Enfermedades neurogenerativas: • Parkinson • Alzheimer • Cordón espinal

• Otras enfermedades: • • • • •

Diabetes Hemofilia Cardiomiopatía Enfermedades renales Cáncer

Aplicaciones terapeúticas “Never before has there been such a powerful tool, such a resource that can give so much hope. And to have it just sitting here right in front of us, ready to go while all this debate rages on, is really, really frustrating”

Aplicaciones terapeúticas “Never before has there been such a powerful tool, such a resource that can give so much hope. And to have it just sitting here right in front of us, ready to go while all this debate rages on, is really, really frustrating” Christohper Reeve

Debate: • • • •

Religioso Legal Ético Cientifico

Religioso • The ablation of the inner cell mass (ICM) of the blastocyst, which critically and irremediably damages the human embryo, curtailing its development, is a gravely immoral act and consequently is gravely illicit – El Vaticano, Agosto 25, 2000

Legal • The Department of Health and Human Services (DHHS) concluded that the Congressional prohibition [on the funding of embryo research] does not prohibit the funding of research utilizing human pluripotent stem cells because such cells are not embryos. – National Institutes of Health Guidelines for Research Involving Human Pluripotent Stem Cells, 2001.

Ético • Researches should be asking who this research should be done on, will it work, what will the cost be and who should gain access to it. But because of abortion politics, we spend no tiem at all talking about this. – Arthur Caplan

University of Pennsylvania Center for Bioethics.

Científico • Most of us in the field think the push to define adult or embryonic cells as better than the other is a lot of folly. − George Daley

Whitehead Institute MIT

El Futuro del Debate • Science facts – in ethics and religion– its most interesting and possibly humbling challenge…while religion must somehow incorporate the discoveries of science to retain credibility. – Edmund O. Wilson, Consilience

FIN