El uso de las células madre del cordón umbilical para el tratamiento de enfermedades congénitas

Resumen

Las células madres es uno de los
descubrimientos más grandes de la medicina debido a que,
gracias a su forma no especializada pueden llegar a formar
cualquier tejido u órgano. Las células tronco del
cordón umbilical son unas de las más usadas en la
actualidad ya que al ser pluripotenciales pueden adaptarse a casi
cualquier medio sin importar su localidad y comenzar a regenerar
o crear tejido nuevo.

Una de las grandes ramas de las
enfermedades son las de proveniencia congénitas para las
cuales no se han logrado hallar cura alguna, pero gracias a las
células madre del cordón umbilical, se han
aumentado las esperanzas para poder regenerar o crear tejidos que
han sido dañados debido a las enfermedades
congénitas. Si bien es cierto, aun no se ha podido
trabajar directamente con esta clase de patologías, si se
ha logrado y se ha comprobado su resultado en la creación
de tejidos y órganos, lo que aumenta la esperanza de poder
poner un fin a estas enfermedades. En la actualidad se
está experimentando para poder eliminar enfermedades
congénitas como la leucemia o la diabetes mellitus tipo 1.
Aunque aún no se hayan podido obtener resultados
positivos, se sigue investigando puesto que los
científicos aseguran que en un futuro más cercano
de lo que imaginamos se pueda evitar esta clases enfermedades y
lograr transformar lo que en la actualidad conocemos como
medicina y poder dar paso a una nueva era en la que se permita y
se usen las diferentes clases de células madre para poder
combatir estas patologías.

Introducción

El propósito de esta
investigación es tratar sobre el uso de las células
madre como una posible solución para los tratamientos de
las enfermedades congénitas ya que a lo largo de los
años se han dado múltiples patologías que
han afectado a miles de personas como es el caso de la anemia
falciforme o la diabetes mellitus tipo 1, las cuales son
anomalías que se heredan a través de generaciones
(de padre a hijo).

Desde el descubrimiento de las enfermedades
congénitas hasta la actualidad, no se ha podido hallar una
cura definitiva, sino solo medicamentos que retrasan la
anomalía, pero gracias al descubrimiento de las
células madre, surgió la esperanza de que estas
patologías tengan un fin, que sean detectadas antes de que
presenten sus síntomas y que puedan ser tratadas sin
quitar o extraer ningún órgano.Lo importante de
este hallazgo médico es la facilidad de
regeneración que tienen estas células; Alguna vez
se han preguntado ¿porque después de un bronceado,
se crea una nueva piel? Esto ocurre gracias a las células
madre presentes en este tejido, pero si el daño es muy
fuerte, las células madre mueren y no logran regenerar el
órgano afectado. Lo mismo ocurre con las enfermedades
congénitas que son causadas por trastornos
genéticos que transfiere el mismo material genético
afectado al hijo, pero se podría modificar el
código genético insertando células madre
sanas, las cuales arreglarían la parte afectada evitando
que el hijo y sus descendientes contengan la misma enfermedad que
tenían sus padres.

Con la finalidad de facilitar la
explicación del tema, ordené esta
investigación en 4 capítulos principales; que son
sobre las células madre y donde se encuentran, el efecto
de estas células en el desarrollo embrionario, el uso de
estas células tronco en la medicina contemporánea y
la ejemplificación correcta de algunos de sus usos para
poder llegar a una conclusión coherente.

Capítulo 1

¿Qué son las células
madre y como se las obtienen?

• Células madre: significado y
  clasificación

"Las células madre son
células indiferenciables que tienen la libertad de formar
parte de cualquier célula, ya sea con la función de
crear algún tejido, células sanguíneas u
órganos, o simplemente para mantener nuestro cuerpo
estable y en una constante regeneración de los tejidos que
lo necesiten, especialmente la piel." (Arméstar, 1998)
Según los investigadores de la Universidad de Wisconsin
(EEUU). Estas células son también conocidas como
células tronco, células steam o steam cells.Las
células tronco se agrupan en distintos lugares, que dan
origen a sus nombres. Si se obtienen de un embrión se las
llama células madre embrionarias, si se obtienen de un
neonato se las denomina como células madre adultas, si se
los obtienen de los esbozos gonadales del embrión se los
denominan células madre germinales y las que se extraen
del feto se llaman células madre fetales.

Existen cuatro tipos principales de
células madre que toman diferentes nombres según su
etapa de división y su especialización como se
observa en la ilustración 1.

Ilustración 1 División
de las células madre

• Células madre
  totipotentes: Estas células son todas aquellas que
  tienen la habilidad Estas células son todas aquellas
  que tienen la habilidad de formar a un organismo completo.
  Basta solo una célula totipotente para que se puedan
  formar millones de células, tejidos y hasta embriones
  (Balea, El uso de células madre totipotentes en la
  medicina regenerativa, 2010) .Esta es la célula madre
  más capaz, según el artículo sobre las
  células totipotentes en el uso de la medicina del
  Prof. Porfirio Hernández Ramírez y Dra. Elvira
  Dorticós Balea, ya que si son extraídas de
  algún lugar específico, son capaces de
  adaptarse a cualquier lugar del cuerpo; por ejemplo si se
  extraen células totipotentes del tejido
  subcutáneo del rostro y se las transfieren al tejido
  subcutáneo del brazo, estas células lograran
  crecer y adaptarse, todo eso gracias a su gran capacidad de
  reproducirse de manera muy rápida; a demás de
  poder regenerar mucho más rápido un tejido
  dañado.

• Células madre
  pluripotentes: Estas células son todas aquellas
  que tienen la habilidad de formar cualquier tipo de
  célula que corresponda a una de los tres linajes
  embrionarios. Los linajes embrionarios son: el endodermo, el
  ectodermo y el mesodermo.

• Células madre
  multipotentes: Estas células son todas aquellas
  que pueden generar células de su mismo linaje
  embrionario, es decir: Una célula madre mesenquimal de
  médula ósea, cuyo orígenes
  mesodérmico, solo podría producir
  células que correspondan a la capa mesodérmica,
  ejemplos de estas células son: Los miocitos, Los
  adipocitos, Los osteocitos.

• Células madre
  unipotentes: Estas células son aquellas que solo
  pueden formar células sanguíneas, es decir que
  solo generan hematocritos, leucocitos y plaquetas.

• Obtención de las
  células madre y método de
  almacenamiento

Existen tres métodos de
recolección de células madre pero en todas se las
almacena de la misma manera. Una vez recolectados deben ser
expuestas a una temperatura de -196 °C. Usualmente se usa
nitrógeno líquido para poder llegar a esa
temperatura así las células bloquean todas sus
funciones temporalmente para poder conservarlas durante
años y luego se puedan descongelar y logren estar activas
nuevamente. Los métodos de obtención
son:

• 1) Aspiración: Este
  método consiste en recolectar células madre
  hematopoyéticas de la médula ósea roja
  ya que, al ser el centro de formación de la sangre, se
  puede obtener mayor cantidad de células. Este proceso
  se logra a través de la perforación del hueso,
  y luego se inserta una aguja que absorbe una cantidad
  promedio de entre 70-80 ml de médula para poder
  extraer las células madre como se observa en la
  ilustración 2 (Agura, 2010).

Ilustración 2 Obtención
de células madre por medio de
aspiración

• 2) Aféresis: La
  aféresis es un proceso que pasa la sangre, en la cual
  es separada por centrifugación en sus distintos
  componentes según su densidad en un lapso de tiempo de
  entre 45-60 minutos. El componente elegido es recogido
  progresivamente en una bolsa y las células restantes
  se devuelven al donante por la misma vía de
  recolección como se observa en la ilustración
  3. (Banc de Sang I Teixits, 2011).

Ilustración 3 Obtención
de células madre por medio de
Aféresis

• 3) Recolección de sangre
  del cordón umbilical: Este caso es
  únicamente para mujeres que están en cuadro de
  parto. Después que el bebé finalmente sale del
  vientre de su madre, el ginecólogo puede punzar la
  vena del cordón umbilical para así poder
  recolectar un promedio de 25ml de sangre en el cual existe
  una gran cantidad de células madre, como se observa a
  continuación el la ilustración 4.

Lo más importante de este
método de extracción es que resulta mucho
más seguro que los anteriores, consta de un menor costo y
rinde mayor cantidad de resultados porque las células
madre que se extraen del cordón umbilical son
pluripotenciales, es decir que pueden ser cultivados para que se
reproduzcan sin que adquiera ninguna
especialización.

Por lo tanto estas células pueden
actuar de mejor manera al momento de ser colocados a los
pacientes ya que se pueden introducir en cualquier parte del
cuerpo sin que tengan ninguna clase de problema de
incompatibilidad.

Ilustración 4 Sangre del
cordón umbilical

Capítulo 2

Funciones de las
células madre en el desarrollo
embrionario

A partir de la fecundación, cuando
se crea el cigoto y comienza la división mitótica,
se crean células madre, las mismas que se comenzaran a
dividir para que después durante la etapa embrionaria,
estas células puedan cumplir su función de crear
las diferentes capas embrionarias (ectodermo, mesodermo y
endodermo). Cada grupo de células madre comenzará
un proceso de diferenciación. Cada grupo de células
tronco formara una capa embrionaria. El ectodermo, formará
la boca, el sistema nervioso periférico, el sistema
nervioso central, el cerebro, la medula espinal y los nervios
motores, la retina, pituitaria, y los órganos de los
sentidos. El grupo de células del mesodermo formará
la parte media del ser humano, incluyendo el esqueleto, los
músculos, el aparato urinario, genital, circulatorio,
reproductor y los tejidos conectivos. Mientras que el grupo de
células del endodermo formará el aparato digestivo
(menos la boca) el aparato respiratorio, la vejiga, parte de la
uretra, el timo, entre otros. Las células tronco se
especializan en la creación de cada capa liberando la
creación de los diferentes órganos. Es por eso que
se recomienda la extracción de las células tronco
embrionarias, para tratamientos en personas, ya que tienen mayor
adaptabilidad a cualquier medio del cuerpo humano y sin riesgo a
que estas sean rechazadas por el mismo. Por ejemplo, si extraemos
las células madre del embrión y la colocamos dentro
de un paciente que haya sufrido un infarto al miocardio, la
probabilidad de que se regenere la parte dañada del
miocardio sin que se cree algún tumor o que sea rechazada
por el cuerpo es mucho mayor que en la utilización de
cualquier otra célula madre.

Durante el desarrollo embrionario, las
células madre se dividen en las tres diferentes capas, y a
su vez se comienzan a dividir mediante el proceso mitótico
de las células, para que así posteriormente se
formen tejidos, órganos, aparatos y sistemas como se
observa en la ilustración 5. Por esa razón son muy
importantes estas células. Sin ellas existirían
mutaciones a nivel embrionario ya que de estas células
pluripotentes son las encargadas de formar al organismo. Gracias
a estas células madre se crean los diferentes
órganos, y a la vez dentro de cada órgano suele
quedar una pequeña cantidad de célula madre, las
que ayudan a la regeneración diaria de los órganos;
pero no todos los órganos cumplen esta función, ya
que algunos carecen de la presencia de las células tronco
o la cantidad es muy reducida lo que hace que no se cumpla la
función de la regeneración del
órgano.

Capítulo 3

Acción de
las células madres en la Regeneración
Hepática

3.1) ¿Qué es el
hígado?

El hígado, es uno de los
órganos vitales más importantes en el cuerpo humano
de acuerdo a la función metabólica ya que realiza
distintas funciones. El hígado realiza la síntesis
de proteínas, almacena vitaminas, es el encargado de
eliminar de la sangre sustancias nocivas entre otra gran cantidad
de funciones. A pesar de ser el hígado un órgano
tan importante, es uno de los más maltratados. Los humanos
ingerimos alimentos que no son saludables, el hígado
trabaja en exceso tratando de extraer todas esas sustancias
toxicas que se encuentran en los alimentos y que viajan en el
torrente sanguíneo. Con el exceso de trabajo, el
hígado acumula altos contenidos de grasa y otras
sustancias toxicas; a esto se le denomina hígado graso
(R., 2010).

3.2) El Hígado graso y
trasplante del mismo

Existen casos en los cuales el
hígado se encuentra cubierto de grasa y de sustancias
toxicas que hacen que el hígado se vuelva
prácticamente inútil como se muestra en la
ilustración 6 donde se muestra un hígado sano y un
hígado graso.

Ilustración 6 Hígado sano e
Hígado graso

En esos casos, los doctores pueden realizar
una hepatectomía parcial, en la que consiste en una
extracción parcial del hígado, en la cual se puede
extirpar el lóbulo izquierdo como el derecho (Lasa, 2009).
Ya que saben que el hígado tiene la capacidad de auto
regenerarse. Aunque 2/3 de todo el hígado fuesen
extirpados, este puede recuperarse a la totalidad, este
descubrimiento se dio en el año 1931, dos doctores;
Higgins y Anderson, experimentando con trasplantes de
hígados, lograron observar se adaptaba el hígado de
un ratón pequeño a uno grande aumentando su
tamaño para que pueda trabajar eficientemente
(Michalopoulos G, 2006). Ellos al ver los cambios producidos en
los ratones comenzaron a experimentar con perros que presentaban
problemas en el hígado. En un experimento, implantaron el
hígado de un perro grande a uno pequeño y vieron
que pasaba lo mismo con las ratas y con los humanos; el
hígado del perro grande se adaptaba al cuerpo del perro
pequeño y lo de los perros pequeños a los grandes,
es decir, el hígado podía crecer o reducirse sin
ningún problema, lo cual llamo mucho la atención en
esa época. Luego de algunos análisis en el
hígado en comparación a los otros órganos,
el hígado contenía células madre las cuales
podían regenerar el tejido del hígado logrando
hacer que se adapte al tamaño necesitado para aquel ser
vivo. Este descubrimiento dejaba más tranquilos a los
doctores ya que al conocer que podían injertar cualquier
hígado sin la necesidad de preocuparse por el
tamaño.

En la actualidad a algunos pacientes que no
cuidan adecuadamente su orden alimenticio y que sufren de
hígado graso crónico, suelen ser sometidos a una
hepatectomía, eliminando a través de
cirugía, una gran parte del hígado para que
así se regenere por su propia cuenta, luego del
procedimiento quirúrgico el paciente debe seguir una dieta
estricta puesto que su hígado está débil y
pequeño, no se ha regenerado aun y todas las funciones del
hígado quedan reducidas por un lapso de 1 o 2 semanas
dependiendo el paciente y la cantidad extirpada del órgano
(Michalopoulos G, 2006).

3.3) Efecto de las células madre
hepáticas y visión de las células madre en
otros órganos.

Durante todo el proceso post operatorio,
nos podemos dar cuenta como este órgano que se encuentra
cubierto de células madres hepáticas, tienen la
capacidad de poder auto regenerarse sin ayuda externa, lo cual es
una excelente ventaja para todo el cuerpo humano. Ahora, solo
imagínense que esa misma función que tiene el
hígado, la tuviesen los demás órganos y
células, Si tuviésemos algún problema de mal
funcionamiento de cualquier órgano con una
extirpación parcial del mismo, dentro de 2 semanas se
encontraría como nuevo. Esto se debería a la
capacidad de regeneración que tienen las células
madres al actuar sobre algún órgano o tejido. El
problema aquí es que no todas las células madres se
pueden adaptar a un órgano de cualquier otro lado del
cuerpo ya que internamente, existen variables como puede ser el
tipo de pH, la temperatura, entre otros. Por otro lado, existen
células madres que pueden ser introducidas a otros lados
del cuerpo para que puedan regenerar tejidos, pero estas
células también son muy sensibles al cambio a
cualquier medio, por esta razón no las pueden transferir a
un medio muy diferente a su medio original puesto que esto
causaría la muerte de las células madre en el nuevo
paciente

Capítulo 4

Uso de las
células madres del cordón umbilical en la medicina
contemporánea

4.1) Tratamientos de enfermedades
congénitas con células del cordón
umbilical

En la actualidad se están tratando a
múltiples pacientes con estas células, pero no con
la finalidad de tratar enfermedades congénitas, ya que
aún falta mucho para investigar sobre estas células
y su comportamiento, pero si se las están usando
para:

• Regeneración de
  tejidos

• Regeneración del
  cartílago que forma el disco intervertebral

• Regeneración y creación
  de órganos sencillos

• Reconstrucción de vasos
  sanguíneos

• Creación y regeneración
  de células sanguíneas

• Combatir la arterosclerosis

• Evitar la osteoporosis

• Regeneración de médula
  (no se obtiene aun grandes resultados)

Los científicos se han propuesto que
con estas células se podría:

• Curar la diabetes mellitus tipo 1 y
  2

• Curar la leucemia

• Evitar el alzhéimer

• Prevenir o tratar el síndrome de
  Down

• Curar la miopía

• Sanar las partes afectadas tras un
  infarto al miocardio

• Reponer malformaciones
  congénitas leves

• Regeneración de cualquier tejido
  u órgano

• Regeneración de células
  nerviosas (aun falta mucho de investigar debido a su falta de
  división mitótica)

• Creación de cartílagos y
  médula por completo

4.2) Regeneración a partir de
las células madre

A partir del 1998, tras el estudio
minucioso del comportamiento de las células madre, los
científicos se han preguntado sobre cómo
sería el efecto al introducir células tronco en
regiones del cuerpo que han sido afectadas por el medio externo,
como en el caso de pacientes con quemaduras. El sistema
tegumentario (capa protectora y reguladora de nuestro cuerpo
mejor conocida como "Piel") consta de gran cantidad de
células madres, pero estas células están
especializadas en la regeneración continua del tejido
subcutáneo, pero cuando existe la exposición de
este sistema a un ambiente de altas temperaturas, las
células tronco de esa parte expuesta pierden su poder
regenerativo, lo que produce en la piel cicatrices grandes y
profundas.

En estos casos, los científicos tras
descubrir las células madres y el funcionamiento de las
mismas decidieron introducir a nivel subcutáneo del
área infectada, células tronco embrionarias ya que
estas mostraban tener mayor acción de
diferenciación en cualquier medio. Los resultados fueron
positivos, pero no los esperados.

Ilustración 7 Terapia para el
quemado de piel

En la actualidad, un grupo de
científicos del McGowan Institute for Regenerative
Medicine de la Universidad de Pittsburg, en Estados Unidos
crearon una pistola de células madres. Este espray utiliza
las células madres tegumentarias del mismo paciente. Las
células son mezcladas con solución salina, se
continúa con un roseado de la mezcla obtenida sobre el
área afectada, y posteriormente se coloca un
apósito, el mismo que cuenta con unos conductos que
recorren la herida de principio a fin como se observa en la
Ilustración 7 y 8.

Una parte de los conductos funciona como
una arteria, mientras que otra parte funciona como una vena. A su
vez, los conductos están conectados a un "sistema vascular
artificial" que proporciona antibióticos,
electrólitos, amino ácido y glucosa a las
quemaduras. Gracias a este sistema, éstas se mantienen
limpias y esterilizadas, al tiempo que se les proporciona
nutrición a las células madre de la piel que fueron
aplicadas con el espray, para potenciar la regeneración de
la piel nueva. Este tratamiento garantiza que no
existirían infecciones ya que el apósito se encarga
de la limpieza diaria lo que permite un resultado excelente, en
un tiempo relativamente corto y sin secuelas de cicatrices por
cirugía alguna.

Ilustración 8 Terapia para el
quemado de piel

4.3) Construcción de una
Neo-Vejiga

En la actualidad, existen múltiples
enfermedades que pueden estar afectando a diferentes
órganos, como por ejemplo la vejiga y entre estas
enfermedades se encuentra el cáncer de vejiga.

Se extrajeron células madres
localizadas en las paredes internas y externas de la vejiga de un
perro, pero este animal constaba solo de la mitad de la vejiga
sana ya que la otra mitad estaba con cáncer. Los
científicos al intentar analizar la estructura de la
vejiga cancerígena del perro, cultivaron durante 7
días en un lugar completamente estéril
células madre pertenecientes a la vejiga de aquel perro,
las cuales fueron colocadas en un tejido de poliéster con
forma de vejiga, la cual nutrió a estas células
como se observa en la ilustración 8.

Posteriormente se fue creando una especie
de capa sobre la forma de poliéster, la cual tenía
apariencia de vejiga, pero no era muy estable. Los
científicos esperaron unos días más hasta
que se encontrara más firme e intervinieron
quirúrgicamente al perro y la vejiga cancerosa fue
reemplazada por la creada. La cirugía fue un éxito,
la neo-vejiga funcionaba perfectamente, después de 3 meses
los polímeros habían desaparecido y la neo-vejiga
constaba de vasos sanguíneos y algunas
inervaciones.

Si la creación o reparación
de la vejiga del perro fue tan exitosa e inesperada, ¿se
podrán crear otros órganos siguiendo el mismo
procedimiento o uno similar que favorezca al ser
humano?

Ilustración 8 Vejiga artificial de
perro

Capitulo 5

Problemas
éticos y morales del uso de células madre del
cordón umbilical

• ¿Qué es la
  ética y la moral?

La ética nos dice que: "Todo acto
humano que no se realice por medio de la voluntad de la persona y
que esté ausente de libertad, no ingresan en el estudio o
campo de la ética." (Mis respuestas) por lo cual si una
persona se encuentra consciente de algún acto indebido
pero se encuentra amenazado por la muerte no se considera como
ruptura de la ética; pero si al estar consciente y lo hace
por voluntad propia, se rompe el código de la
ética.

La moral según Paul Faulquié
la define como la teoría razonada del bien y del mal
(Faulquié). Es decir, al momento de hacer algo, se piensa
si está bien o no elaborar aquella acción, en el
momento que decidimos si es bueno o malo, y elegimos lo bueno
estamos siendo personas que actuamos normalmente.

• Problemas éticos y morales
  del uso de células madre del cordón
  umbilical

Desde el comienzo de las investigaciones
con células madre se ha creado múltiples problemas,
tanto éticos como morales proveniente de la Iglesia
Católica, la cual se encuentra en contra del uso de las
células madre, sin importar su proveniencia, pero haciendo
mayor énfasis y prohibición a las células
madre embrionarias ya que para la obtención de estas
células se tiene que crear y matar a un embrión
humano, lo que mata a una vida, y si bien esta consiente el
doctor al elaborar esta extracción, esta persona rompe el
código de ética y moral y viene a ser muy
cuestionado ante la Iglesia Católica y ante la sociedad en
sí, lo que afecta y retrasa las investigaciones
científicas.

La prohibición de experimentos con
embriones se da a nivel mundial, pero existen personas que,
aunque saben que está prohibido atentan contra la
ética y la moral para intentar favorecer a la ciencia;
Estos estudios no son publicados, pero se sabe que
existen.

Conclusión

Tras múltiples horas de
investigación sobre las células madre del
cordón umbilical, se concluye que, en la actualidad no se
está tratando ninguna enfermedad congénita con
estas células, debido a que aún falta mucho por
investigar sobre las células madre y debido a los
problemas éticos y morales que causa esta
investigación, se ha limitado la experimentación en
casi todo el mundo. Las células del cordón
umbilical se las están recogiendo actualmente en el
momento que se encuentra en etapa de parto la madre, cuando
finalmente sale el hijo. Estas células sí
están siendo utilizadas para la regeneración de
cartílago, principalmente el cartílago que forma el
disco intervertebral, obteniendo muy buenos resultados;
también para la regeneración del tejido
tegumentario que haya sido expuesto a altas temperaturas. A pesar
de que este tratamiento sea completamente nuevo, se han logrado
óptimos resultados, aunque en algunos pacientes el
resultado sea más tardío, sí se obtiene
mejoras, lo que nos indica que de aquí en alrededor de 2 o
3 años, este tratamiento será completamente
satisfactorio y podrá estar al alcance de todos y no solo
en Europa.

Se necesita ampliar las investigaciones con
las células madre, principalmente con las pluripotenciales
ya que ahí se encuentra la cura para múltiples
enfermedades, incluyendo las congénitas que se han
propuesto los científicos y los doctores como es en el
caso de la diabetes mellitus tipo 1 o de la leucemia, estos
avances médicos se ven afectados por los problemas
éticos y morales que estos causan y atentan ante la
Iglesia Católica.

Se han utilizado las células madre
del cordón umbilical principalmente por la
prohibición de la experimentación con embriones, y
con los seres humanos, aunque se para mayor beneficios estas
deberían de ser la más adecuada. Posiblemente, en
el futuro se recapacite y se permita el uso de células
madre embrionarias para mejorar los síntomas y se puedan
curar las enfermedades congénitas y evitar el traslado de
generación en generación.

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