Respuesta rápida
¿Cómo se clasifican las células madre pluripotentes?
Las revisiones resumidas aquí se centran en las células madre pluripotentes, que existen en más de una forma12. Las células madre embrionarias son células pluripotentes de origen embrionario2. Las células madre pluripotentes inducidas son células somáticas reprogramadas a la pluripotencia, y una de las revisiones las describe como expandibles hasta un grado casi ilimitado y capaces de madurar hacia la mayoría de los tipos celulares somáticos12.
¿Qué son las células madre pluripotentes?
Las células madre pluripotentes se renuevan a sí mismas y conservan, al mismo tiempo, la capacidad de madurar hacia muchos otros tipos celulares13. Una revisión atribuye a las iPSC humanas dos rasgos: pueden seguir dividiéndose durante periodos largos y pueden transformarse en casi cualquier tipo celular en cantidades que no son limitadas3. Una segunda revisión señala que estas células pueden expandirse hasta un grado casi ilimitado y madurar hacia la mayoría de los tipos celulares somáticos del cuerpo1. Una tercera sitúa su alcance en las tres capas germinales2. Las revisiones consideran que la autorrenovación y la pluripotencia son las razones por las que estas células sirven para modelar enfermedades y para la medicina regenerativa2. Las revisiones describen más de una vía hacia una célula pluripotente, y esas vías difieren en el origen del material de partida12.
¿Dónde encajan las células madre embrionarias?
Las células madre embrionarias son células pluripotentes de origen embrionario, y una revisión que las compara con las iPSC señala que son alogénicas2. Esa misma revisión reporta que se encontró que las iPSC no afectan el sistema inmunitario del huésped2. También señala que las líneas de iPSC pueden obtenerse de pacientes, incluidas personas con enfermedades raras, y que la obtención puede ser no invasiva2. Por eso ambos tipos celulares se describen como pluripotentes, aunque el material del que parten es distinto2.
| Tipo celular | Punto de partida | Lo que señalan las revisiones | Fuente |
|---|---|---|---|
| Células madre embrionarias | Embriones humanos | Alogénicas; pluripotentes | 2 |
| Células madre pluripotentes inducidas | Células somáticas reprogramadas | Pluripotentes y expandibles; es posible obtener líneas específicas del paciente | 12 |
| Células derivadas de iPSC | Diferenciación de líneas de iPSC | Modelos de enfermedad y tamizaje de fármacos | 1 |
| Terapia autóloga con iPSC | Las células del propio paciente | En desarrollo como terapia celular | 1 |
| Terapia alogénica con iPSC | Una línea derivada de un donante | En desarrollo como terapia celular | 1 |
¿Cómo se producen las células madre pluripotentes inducidas?
Las células madre pluripotentes inducidas se producen reprogramando una célula somática hasta que recupera la pluripotencia, un paso que reconfigura de manera considerable el paisaje epigenético13. El primer enfoque descrito en una revisión del campo introdujo cuatro factores de transcripción —Oct3/4, Sox2, Klf4 y c-Myc, conocidos en conjunto como OSKM— en fibroblastos2. La tecnología se presentó en 20062. También se han derivado iPSC humanas con Oct4, Sox2, Nanog y Lin28, lo que según la revisión indica que la pluripotencia puede alcanzarse mediante distintos conjuntos de factores2.
La metilación del ADN y las modificaciones de las colas de histonas están entre los cambios que ayudan a devolver la expresión génica de una célula somática a un patrón autorrenovable y pluripotente3. La entrega de los factores se divide en sistemas integrativos y no integrativos con vectores virales o no virales, y cada uno se ha evaluado en eficiencia y calidad2. Se ha documentado un vector lentiviral con una eficiencia de reprogramación de entre 0,1 y 1 %2. Trabajos posteriores reemplazaron c-Myc por los microARN miR-291-3p, miR-294 y miR-295 y produjeron colonias homogéneas de iPSC humanas2. La eficiencia importa porque la revisión enumera obstáculos para la conversión, entre ellos la pérdida del programa somático, la activación de genes de pluripotencia endógenos y la activación tardía del locus Nanog2.
La revisión tabula las estrategias y lo que se reportó que lograba cada una2.
| Estrategia | Qué utiliza | Lo que reporta la revisión | Fuente |
|---|---|---|---|
| Viral integrativa | Vector viral integrativo | Primeras iPSC; expresión incompleta de genes de pluripotencia | 2 |
| Vector lentiviral | Entrega viral de los factores | Eficiencia de entre 0,1 y 1 % | 2 |
| Integrativa no viral | Dos plásmidos, uno con c-Myc | Baja eficiencia; posible integración | 2 |
| No integrativa no viral | Vectores autorreplicantes o ARN citoplasmático | Fácil de usar; menor eficiencia que el lentiviral | 2 |
| Basada en microARN | MicroARN en lugar de c-Myc | Mayor eficiencia; colonias homogéneas | 2 |
¿Qué pueden hacer los investigadores con las iPSC?
Las iPSC se usan para modelar el desarrollo humano y las enfermedades, para el tamizaje de fármacos y para desarrollar terapias celulares1. Los modelos van desde cultivos de un solo tipo celular hasta organoides tridimensionales, y sirven para el tamizaje de fármacos de alto rendimiento1. La revisión señala que las iPSC pueden modificarse genéticamente, lo que amplía lo que los investigadores pueden hacer con una sola línea1. Ambas revisiones sitúan el trabajo con iPSC dentro de la medicina regenerativa12.
- Los trastornos neurológicos, la COVID-19 y el cáncer se usan como ejemplos de fenotipos específicos de enfermedad modelados con células derivadas de iPSC1.
- La enfermedad cardiaca y las arritmias hereditarias están entre las afecciones estudiadas con modelos de iPSC2.
- También se modelan la enfermedad de Alzheimer, la enfermedad hepática y la lesión de la médula espinal2.
- En la enfermedad de Parkinson, el trabajo ha llegado a un ensayo clínico: los investigadores comenzaron a probar neuronas derivadas de iPSC después de que los estudios in vivo salieron bien2.
Las revisiones describen las terapias celulares autólogas y alogénicas basadas en iPSC como en desarrollo para enfermedades humanas, con los detalles aún por definir1.
¿Qué se sigue estudiando?
Dos temas se repiten en las revisiones: qué tan uniformes son las células derivadas de iPSC y qué tan estables permanecen sus genomas34. Las alteraciones genéticas pueden estar ya en las células somáticas del donante, o aparecer mientras las células se reprograman o se mantienen en cultivo, y una revisión recomienda verificar la integridad genética a intervalos regulares3. Esa misma revisión señala que la memoria epigenética residual de la célula original influye en el fenotipo de las iPSC3. Una revisión sobre la heterogeneidad celular atribuye la variación a los donantes, a las fuentes de tejido, a las metodologías y a los desafíos analíticos4.
Esa revisión propone respuestas prácticas, entre ellas protocolos de diferenciación mejorados con nuevos morfógenos para los medios de cultivo, biomateriales, cultivo tridimensional y estimulación mecánica4. La misma revisión pide estándares acordados para producir y usar líneas celulares y neotejidos, una caracterización detallada de ellos y un sistema de bancos centralizados de células en el que las células queden registradas4. La misma revisión señala las herramientas analíticas y la inteligencia artificial aplicadas a conjuntos de datos ómicos como formas de ayudar a distinguir tipos celulares dentro de poblaciones mixtas y de detectar los factores detrás de una diferenciación fuera de objetivo4. Los autores también sugieren que cierto grado de heterogeneidad puede ser necesario para los modelos de laboratorio que buscan reproducir el cuerpo con fidelidad4.
Preguntas frecuentes
¿Son lo mismo las células madre embrionarias y las células madre pluripotentes inducidas?
No. Las células madre embrionarias son células pluripotentes de origen embrionario con un rasgo alogénico, mientras que las células madre pluripotentes inducidas se producen reprogramando células somáticas, lo que permite generar líneas específicas para cada paciente2.
¿Pueden las células madre pluripotentes inducidas convertirse en cualquier tipo celular?
Una revisión las describe como capaces de madurar hacia prácticamente cualquier tipo celular, en cantidades ilimitadas3, y otra afirma que las tres capas germinales están dentro de su alcance2. Una tercera lo sitúa en la mayoría de los tipos celulares somáticos1.
¿Por qué varía la eficiencia de la reprogramación entre métodos?
La revisión reporta eficiencias registradas distintas según el método: entre 0,1 y 1 % con vectores lentivirales, y una eficiencia menor con los sistemas no integrativos no virales2. Entre los obstáculos que enumera está la activación tardía del locus Nanog2.
