Células madre de la sangre: pioneras de la investigación con células madre
Las células madre de la sangre fueron las primeras células madre identificadas. Su descubrimiento en la década de 1960 marcó el comienzo de la investigación en este campo. Todavía hoy, los investigadores continúan aprendiendo de las células madre de la sangre y trabajan para identificar nuevas maneras de utilizarlas en el ámbito clínico.
Las células madre de la sangre (células madre hematopoyéticas) fueron las primeras células madre que se descubrieron, en la década de 1960.
Residen principalmente en la médula ósea y fabrican todas las células que se encuentran en la sangre, incluidas las células importantes para el sistema inmunitario.
Los trasplantes de las células madre de la sangre se utilizan con mucha frecuencia para tratar enfermedades como la leucemia, la anemia y las enfermedades autoinmunitarias.
Sin embargo, los trasplantes de las células madre de la sangre pueden conllevar riesgos importantes. Los pacientes son muy propensos a contraer infecciones durante varias semanas después del tratamiento y complicaciones como la enfermedad del injerto contra el huésped pueden ser mortales.
Para mejorar los tratamientos, los científicos están estudiando el origen de las células madre de la sangre en embriones y las señales que controlan las células madre de la sangre en adultos.
Los estudios están examinando cuál es la causa del mal funcionamiento de las células madre de la sangre y qué da lugar a enfermedades como la leucemia y la anemia.
Los investigadores están desarrollando maneras de producir sangre para transfusiones en el laboratorio, en lugar de tener que recoger la sangre de donantes y comprobar que no tiene enfermedades.
Actualmente, se está investigando el uso de células madre pluripotentes inducidas para fabricar células madre de la sangre para evitar tener que buscar a pacientes y donantes compatibles y evitar el riesgo de incompatibilidades.
Dos de los retos principales de las células madre de la sangre son el riesgo de infección y la incompatibilidad celular entre paciente y donante. Ambos se están estudiando activamente.
Los estudios para entender mejor qué señales hacen las células madre de la sangre y controlar su comportamiento forman parte de un proceso lento y que requiere de mucho trabajo.
Producir sangre o células de la sangre a partir de células madre pluripotentes en un laboratorio exige que los investigadores sean capaces de controlar bien el comportamiento de las células madre para fabricar células consistentes en cuanto a calidad y uniformidad. Este reto se complica aún más cuando se pretende fabricar mayores números de células a gran escala.
Las células madre de la sangre también son conocidas como células madre hematopoyéticas y como cualquier otra célula madre tienen la capacidad de auto-renovarse y crear copias de sí mismas. También son capaces de producir los diferentes tipos de células especializadas que se encuentran en la sangre: tanto los glóbulos rojos como todo tipo de glóbulos blancos, necesarios en el sistema inmune del cuerpo.
Dado que las células especializadas de la sangre no tienen una vida media larga, el cuerpo se ve en la obligación de reemplazarlas continuamente. Son precisamente las células madre de la sangre las que se encargan de este trabajo. Estas células residen en la médula ósea de los huesos largos como por ejemplo los fémures (huesos de los muslos), y también en las caderas o pelvis, en las vértebras y en las costillas. Así mismo, pueden obtenerse de la sangre del cordón umbilical y de la placenta durante parto.
Las células madre de la sangre necesitan producir la cantidad correcta de cada tipo celular con el objetivo de mantener el cuerpo sano. Este es un proceso cuidadosamente regulado que en el caso de que algo funcione mal, podría terminar en una enfermedad de la sangre como por ejemplo: leucemia o anemia.
Las células madre de la sangre son ampliamente utilizadas hoy en día para tratar este tipo de enfermedades. Un sondeo realizado en 2008 mostró que cada año, son más de 26,000 pacientes los tratados con células madre de la sangre en Europa. Estas células madre vienen de tres fuentes diferentes: la médula ósea, el torrente sanguíneo de una persona adulta o la sangre de cordón umbilical
- Los trasplantes de médula ósea son de hecho trasplantes de células madre de la sangre. Este tipo de trasplantes se pueden utilizar para tratar a pacientes con enfermedades de la sangre como leucemias, linfoma o mieloma múltiple. Tras la destrucción de las células madre de la sangre en estos pacientes a consecuencia de las altas dosis de quimioterapia o radioterapia, se les trasplanta la médula ósea de un donante. Esta médula ósea contiene células madre sanas que se encargarán de producir células sanguíneas en el cuerpo del paciente.
- Las células madre de la sangre, también se pueden obtener a partir del torrente sanguíneo. Para ello se utilizan proteínas que estimulan las células madre de la médula ósea, con el objetivo de que éstas se desplacen al torrente sanguíneo. De esta manera, se consiguen células suficientes para un trasplante. Estas células madre se utilizan generalmente para tratar cánceres como leucemias y linfomas.
- Las células madre de la sangre se pueden aislar de la sangre del cordón umbilical después del parto. Estas células se pueden utilizar para tratar a niños con diferentes tipos de enfermedades de la sangre como leucemias, inmunodeficiencias congénitas, anemias o la enfermedad de células falciformes. Los investigadores a su vez, también están intentando buscar maneras de incrementar el número de células madre que se puede conseguir a partir de la sangre del cordón para poder así tratar adultos de manera rutinaria.
Los investigadores están todavía aprendiendo cómo se desarrollan las células madre de la sangre en el embrión, de qué manera se regulan en el cuerpo adulto y qué defectos se producen en ciertas enfermedades de la sangre. Al mismo tiempo están utilizando el conocimiento sobre células madre que hay hoy en día para investigar nuevas maneras de tratar pacientes. Un trasplante de médula ósea sólo es posible si hay disponibilidad de un donante compatible. El paciente y el donante deben ser elegidos muy cuidadosamente para evitar el rechazo inmune del trasplante. Pero incluso en el caso de que se pueda encontrar un donante adecuado, existe siempre cierto riesgo de rechazo. El problema de la compatibilidad es menor en la sangre del cordón umbilical aunque ,desgraciadamente ,el número de células madre de la sangre es insuficiente para tratar a un adulto. Por ello, es necesaria la búsqueda de alternativas.
A día de hoy, los investigadores están buscando posibles maneras de aumentar el número de células madre de la sangre en el laboratorio. A su vez, también están desarrollando métodos para crecer células especializadas a partir de dichas células madre, con el objetivo de, entre otras cosas, producir glóbulos rojos para transfusiones de sangre.
Glóbulos rojos a partir de células madre pluripotentes
Los glóbulos rojos transportan oxígeno a través del cuerpo. Los pacientes que pierden mucha sangre necesitan reemplazarla rápidamente mediante una transfusión. Desgraciadamente, no hay suficientes donantes de sangre, por lo que los investigadores están tratando de buscar una solución alternativa. Dado que las células madre pluripotentes tienen la capacidad de producir cualquier tipo celular del cuerpo, podrían utilizarse como suministro ilimitado de glóbulos rojos. Ya es posible producir pequeñas cantidades de glóbulos rojos a partir de células madre pluripotentes en el laboratorio, pero todavía sigue siendo un desafío el desarrollar técnicas que posibiliten la producción a mayor escala de estas células, necesaria para las transfusiones.
Producción de células madre de la sangre en el laboratorio
Los glóbulos rojos, tal como sucede con otras células maduras de la sangre, tienen una vida media corta y están especializadas para un trabajo concreto. Si el objetivo es curar enfermedades a largo plazo, los médicos deben trasplantar algo que produzca nuevas células de la sangre de manera continuada, durante toda la vida del paciente. Esto es, deben trasplantar células madre de la sangre. Los científicos están buscando maneras de hacer crecer células madre de la sangre de forma ilimitada. Una de las posibilidades podría ser el extraer células madre de la médula ósea para después cultivarlas y multiplicarlas en el laboratorio. Los investigadores también están intentando producir células madre de la sangre a partir de células madre embrionarias o de células madre pluripotentes inducidas (iPS). Las células iPS podrían ser creadas a partir de la piel de un paciente y utilizadas para producir células madre de la sangre. Esto serviría para superar el problema del rechazo inmune.
Esta hoja informativa fue creada por Christèle Gonneau.
Revisada en 2014 por Lesley Forrester y Cristina Pina.
Revisada en 2018 por Lesley Forrester.
Texto traducido al español por Usua Laresgoiti.
Imagen de cabecera de células madre por Anne Weston/Wellcome Images. La fotografía de las células madre de la sangre ha sido reproducida con el permiso de Taoudi et al. (2005) "Progressive divergence of definitive haematopoietic stem cells from the endothelial compartment does not depend on contact with the foetal liver", Development 132: 4179- 4191. Todas las demás imágenes son cortesía de Joanne Mountford de la Universidad de Glasgow.