El árbol de la vida desde una perspectiva científica

Transcripción

1 El árbol de la vida desde una perspectiva científica Fernanda Vargas Romero Este concepto ha sido cuestionado durante muchas generaciones y la pregunta que en esta nota replanteamos es: Qué es el árbol de la vida desde una perspectiva científica? A lo largo de la historia de la humanidad, cada cultura y cada civilización han dado una definición acerca de esta gran pregunta, ya sea desde la ciencia, la religión, la filosofía o la mitología. Generalmente, simboliza los orígenes de la vida y la vida eterna, sin embargo, el árbol de la vida es mucho más que el origen de la vida (si lo vemos desde religión como Adán y Eva, o como el origen de la humanidad desde tiempos remotos) y una creencia en la eternidad. El árbol de la vida desde una perspectiva científica / CIENCIORAMA 1

2 La fama que tienen las células troncales, también llamadas células madre, se debe a la gran cantidad de investigaciones realizadas a lo largo de los últimos cien años. El término célula troncal acuñado a inicios del siglo XX por el científico alemán Ernst Haeckel, se originó a partir de la fusión de los conceptos de filogenia (la historia del desarrollo evolutivo de un grupo de organismos) y de ontogenia (que describe el desarrollo de un organismo desde su fertilización hasta su muerte), para describir a la stammzelle (célula troncal), una célula primordial que se transforma al final en todas las células de un organismo multicelular. Estos conceptos se desarrollaron gracias a sus observaciones de embriones en desarrollo y de la diferencia entre un huevo fertilizado y no fertilizado. Sin embargo, el término de célula troncal, se empezó a usar oficialmente cuando otros histoembriólogos, como Theodor Boveri y ValentinHaecker desarrollaron el término de pluripotencia (que se definió como la habilidad de una célula troncal de convertirse en células adultas), la división de este tipo de células y su diferenciación a células somáticas adultas. Estos conceptos se utilizaron para nombrar la existencia de células troncales en la formación de tumores y leucemia. También, a través del estudio de los efectos de la radiación, se demostró que la reconstitución de médula ósea garantiza de manera exitosa los injertos de piel. También gracias a los descubrimientos de Till y McCulloch miles de pacientes sobrevivieron a la leucemia. Los estudios más recientes que se han hecho, demuestran que el trasplante de células troncales es el único tratamiento para esta enfermedad, sin embargo no es el ideal para tratar enfermedades autoinmunes. Más que simple magia en una célula troncal. El término célula madre, o mejor dicho, célula troncales, se deriva de su nombre en inglés: stem cells, cuya traducción literal es células tronco o tallo (de alguna árbol o planta, respectivamente). Este término se debe a que las células troncales son capaces de dar origen a cualquier célula de un organismo eucarionte. Todos los seres vivos existimos gracias a que una célula troncal pudo dividirse varias veces sin dar origen a una célula El árbol de la vida desde una perspectiva científica / CIENCIORAMA 2

3 específica. Posteriormente, cada una de ellas recibe un estímulo determinado, para convertirse en células del sistema nervioso, circulatorio, respiratorio, etcétera. Son lo mismo una célula madre y una célula troncal? La respuesta es no. El termino célula madre es usado normalmente en los medios y en los bancos de sangre de cordón umbilical donde se almacenan células troncales hematopoyéticas, que dan origen a células de la sangre. El término célula madre se refiere a cualquier célula capaz de dividirse y dar origen a dos células hijas; por lo tanto, es una definición que se usa ambiguamente, ya que muchas células (incluso algunas completamente diferenciadas) pueden dividirse, como: las células epiteliales o de la piel, o las del intestino. Por otro lado, el término troncal, como mencioné anteriormente, se refiere también a que esas células pueden dar lugar a cualquier otra, por ejemplo a una neurona, y a que tienen una gran capacidad de multiplicarse y generar copias idénticas. A partir de los descubrimientos recientes en investigación, una célula troncal se define como una célula inmadura; es decir, sin una función específica y en su estado más primitivo. El árbol de la vida desde una perspectiva científica / CIENCIORAMA 3

4 En el origen sólo había células troncales En las primeras etapas después de la fecundación de un óvulo, éste empieza a dividirse y posteriormente se forman los diferentes segmentos que darán origen a un ser vivo. Pero también es cierto que la definición de célula troncal, permite incluir diferentes tipos ellas, y esto se debe a su capacidad de originar uno o más tipos celulares; es decir, células del sistema nervioso, del intestino y del hueso o sólo pueden generar un único tipo celular. A partir de la potencialidad que tenga cada célula troncal a lo largo del desarrollo de un ser vivo, se puede clasificar de la siguiente manera: Célula totipotente: que puede dar origen a cualquier tipo celular, tanto del organismo que se está formando (ya sea macho o hembra), como de la placenta o del vitelo, que son protecciones que tienen los embriones para que éste se mantenga vivo dentro de la madre. Célula pluripotente: da origen a cualquier tipo celular que tenga que ver con el organismo, ya sean células germinales (que son los espermatozoides u óvulos) o células somáticas (que son todas aquellas que forman el organismo a excepción de las germinales); sin embargo ya no pueden convertirse en células de la placenta o del vitelo, etcétera, que son tejidos extraembrionarios. Célula multipotente: tiende a especializarse más a un linaje o tipo celular de un sistema del organismo, como por ejemplo, las células del sistema inmune, del sistema nervioso, del corazón, etcétera. Célula Bipotente: pueden diferenciarse o dar origen a dos tipos celulares dentro de un sistema en particular. Por ejemplo: los oligodendrocitos y astrocitos (que pertenecen a células del sistema nervioso) Célula Unipotente: ésta ya está completamente comprometida a dar origen a una célula en particular, por ejemplo a las neuronas, a los El árbol de la vida desde una perspectiva científica / CIENCIORAMA 4

5 cardiomiocitos (que están en el corazón) o a los glóbulos blancos, etcétera. Como podemos ver, todos estos tipos de células troncales cumplen con la definición de dividirse y dar origen a dos células hijas idénticas y posteriormente diferenciarse en distintos tipos celulares. La disparidad radica en la capacidad de cada una de diferenciarse en uno o más tipos celulares. El árbol de la vida desde una perspectiva científica / CIENCIORAMA 5

6 Controversias, mitos y verdades sobre el uso de células troncales. Después del descubrimiento de las células troncales y la posible capacidad de usarlas para enfermedades crónicas, se comenzó a investigar la mejor manera de obtenerlas. Por su alta capacidad de convertirse en cualquier tipo celular del organismo, la mejor fuente era usar las células troncales pluripotentes que se encuentran en los primeros estadios del desarrollo de un embrión. Sin embargo, por el manejo inadecuado de información sobre este tema por parte de los científicos hacia el público en general, comenzó la controversia sobre las técnicas de clonación en humanos y la destrucción de embriones durante la obtención de estas células. Esto tuvo como consecuencia una investigación limitada sobre este tipo de células y su posible manejo en la clínica. Condujo además a que en la investigación se cultivaran líneas celulares de células troncales embrionarias para su proliferación, almacenaje y su posterior uso de convertirlas en un tipo celular en particular. Durante años se ha tratado de hacer terapias con células diferenciadas a partir de células troncales, y se trasplantan a un tejido en particular para curar diferentes enfermedades crónicas. Sin embargo es necesario considerar que este tipo de tratamientos clínicos necesitan una extensa investigación básica y una evidencia preclínica reproducible para que pueda llevarse a cabo en humanos. Por poner un ejemplo, en los años 90 se realizaron las primeras inyecciones de cardiomiocitos (derivados de células troncales embrionarias) en el corazón de pacientes después de haber padecido un infarto. Se han visto una gran diversidad de resultados tanto positivos como negativos en los que existe una recuperación temporal en los pacientes, pero que después de unos años vuelven a tener el corazón atrofiado. Es importante mencionar que esta serie de resultados positivos y negativos se debe a que en la mayoría de las ocasiones no se ha realizado un estudio más profundo del comportamiento de estas células cuando se utilizan para un fin en particular. El árbol de la vida desde una perspectiva científica / CIENCIORAMA 6

7 También debe tomarse en cuenta que la investigación básica realizada a lo largo de estos años, ha dado resultados positivos. Por ejemplo, en la capacidad de diferenciar una gran cantidad de células específicas para trasplantar y restaurar un tejido atrofiado en un animal, que es el caso de ratas con síndrome parkinsoniano. Sin embargo, también es cierto que este tipo de células son muy desconocidas aún, ya que al analizarlas semanas después de haberse transplantado, pueden volver a convertirse en una célula troncal y formar tumores en las regiones del trasplante. A pesar de ello, esto no se considera un fracaso, ya que el campo de la investigación crece y se desarrolla al igual que crece un árbol, en este caso el que forma nuestras vidas. Es cierto que esta línea de investigación es probablemente el futuro para curar enfermedades degenerativas o hacer medicina regenerativa, pero aún falta mucho por conocer a estas células. Debemos en principio saber cómo cultivar esa semilla y dejarla crecer hasta formar un árbol, antes de querer restaurar un árbol roto o con problemas para crecer. Agradecemos a la M. en C. Itzel Escobedo Ávila por su participación en la realización de esta nota. Referencias 1. Keith R. Brunt, Richard D. Weisel, and Ren-Ke Li. Stem cells and regenerative medicine: future perspectives. Canadian Journal of Physiology and Pharmacology, 2012; 90(3): Pelayo R., Santa-Olalla J., Velasco I. Células troncales y medicina regenerativa. PUIS, UNAM, México. El árbol de la vida desde una perspectiva científica / CIENCIORAMA 7