DERIVACIÓ DE LÍNIES DE CÈL·LULES MARE EMBRIONÀRIES HUMANES Begoña Aran

Coordinadora del Banc de Línies Cel·lulars

Centre de Medicina Regenerativa de Barcelona

Les cèl·lules mare (CM) han esdevingut una revolució científica als últims anys degut a

la seva capacitat potencial de formar qualsevol tipus cel·lular del organisme.

Representen una font potencial de cèl·lules per ús terapèutic en algunes malalties

produïdes per la pèrdua de la funció cel·lular. Aquestes malalties produïdes per un

dèficit de funció cel·lular podrien tenir amb les CM una porta oberta a la seva curació.

Les CM són cèl·lules indiferenciades que poden trobar-se als embrions (CM

embrionàries), en alguns teixits fetals, cordó umbilical, placenta (CM fetals) i en alguns

teixits adults (CM adultes). Són cèl·lules pluri o multipotents que poden donar lloc a

diferents tipus cel·lulars depenent del seu origen i plasticitat. Les dues característiques

principals d’aquestes cèl·lules, la capacitat d’autorenovació i la capacitat de

diferenciar-se en les tres línies germinals, les fan especials candidates pel tractament

d’algunes patologies produïdes per la pèrdua de la funció cel·lular. La malaltia de

Parkinson, la fallada cardíaca, la diabetis mellitus o els accidents vasculars són

algunes de les malalties possiblement tractables amb el transplantament de cèl·lules

procedents de cèl·lules mare embrionàries. Però la medicina regenerativa és nomes

una part del potencial de les CM. Les CM humanes són una eina molt important per

l’estudi de la biologia del desenvolupament, l’expressió gènica, el desenvolupament de

nous fàrmacs i nous tractaments, així com per la recerca en malalties monogèniques.

Centrant-nos en les cèl·lules mare embrionàries (CME) cal dir que normalment,

aquestes cèl·lules procedeixen d’embrions donats per les parelles sotmeses a

Tècniques de Reproducció Assistida (TRA). La recerca amb embrions viables humans

està permesa al nostre país gràcies a l’aprovació de la Llei de Tècniques de

Reproducció Assistida (Ley 14/2006). La congelació d’embrions humans en els centres

de Reproducció Assistida va començar a Espanya a la dècada dels anys vuitanta i

s’estima que actualment hi ha més de 50.000 embrions congelats en aquests centres.

L’any 1998, Thomson i col·laboradors van publicar la derivació de la primera línia de

cèl·lules mare embrionàries (CME) humanes a partir de l’aïllament de la massa

cel·lular interna (MCI) d’un embrió humà (figura 1) evidenciant que els embrions

humans podien representar una font potencial de cèl·lules per ús en la recerca i, en un

futur, per ús terapèutic. Es tracta d’embrions de 5-6 dies de desenvolupament amb

aproximadament 150-200 cèl·lules. La MCI és la que donaria lloc al fetus en

condicions in vivo, si l’embrió s’implanta i té lloc la gestació (figura 2).

MCI

Figura1: embrió humà en estadi de blastocist (5-6 dies) en el que s’observa la massa

cel·lular interna (MCI).

El cultiu d’aquesta estructura in vitro permetrà el creixement de les CME que

presenten les característiques específiques pel que fa a l’autorenovació indefinida i

pluripotencialitat (figura 3). Poden donar lloc a noves cèl·lules mare indiferenciades

(figura 4) o convertir-se en els més de 200 tipus cel·lulars diferents que existeixen en

un individu adult de l’espècie humana (diferenciació).

Figura 2

dia 9 (20x)

dia 4 (10x) dia 7 (10x)

dia 7 (20x)

Figura 3: creixement de les cèl·lules de la MCI 4, 7 i 9 dies després de la seva

sembra.

Figura 4: colònies de cèl·lules mare embrionàries.

La investigació amb CME avança ràpidament però els factors genètics i/o ambientals

que controlen tant el seu estat indiferenciat com els processos que permeten la

diferenciació als diferents tipus cel·lulars no estan completament establerts. Els

diferents grups de recerca en aquest camp intenten determinar quines són les

condicions de cultiu que afavoreixen l’estat indiferenciat i quines provoquen

determinats tipus de diferenciació. El paper dels gens implicats en els estats

d’indiferenciació i diferenciació és una àrea d’investigació en la que es produeixen

continus avenços. És imprescindible poder controlar i dirigir la diferenciació cel·lular i

obtenir poblacions pures de cèl·lules diferenciades per plantejar una teràpia sense risc

per al pacient i amb possibilitats d’èxit.

Un dels problemes que es pot plantejar després d’un transplantament de cèl·lules

procedents de cèl·lules mare és el rebuig immunològic. Igual que en un

transplantament d’òrgans, el pacient necessitarà un tractament immunosupressor que

eviti el rebuig a unes cèl·lules genèticament diferents, com si fossin un cos estrany.

Aquestes teràpies immunosupressores han canviat força i no són tan agressives com

anys enrere, tot i així els pacients han de seguir aquest tractaments tota la vida. Una

possible solució al rebuig seria crear CM a partir de embrions genèticament igual al

pacient. Aquesta tècnica anomenada clonació o transferència nuclear consisteix en

introduir el nucli d’una cèl·lula somàtica del propi pacient (per exemple de la pell) a

dins d’un òvul al qual se li ha eliminat el nucli. L’any 1997 un grup de recerca de

l’Institut Roslin d’Edinburg van aconseguir el naixement del primer mamífer clonat,

l’ovella Dolly. El treball va ser de gran importància perquè va demostrar que una

cèl·lula d’un organisme adult podia reprogramar-se, convertir-se en un embrió i resultar

en el naixement d’un individu (clonació reproductiva). Aquesta tècnica és però molt

poc eficaç i poc segura i si bé en animals podria tenir un sentit, per perpetuar animals

de molt alt valor genètic, en l’espècie humana aquesta possibilitat no es pot plantejar.

Figura 5: transferència nuclear

Tanmateix, podríem utilitzar embrions clonats per cultivar-los al laboratori i aconseguir

CME genèticament idèntiques a un pacient i evitar, d’aquesta manera el rebuig

immunològic (clonació terapèutica) en un transplantament posterior (figura 5).

Malauradament aquesta tècnica és molt poc eficient i encara no s’ha aconseguit en

humans.

Fa poc més d’un any, científics japonesos i nord-americans alhora van aconseguir

reprogramar fibroblasts humans. Van demostrar que havien estat capaços de convertir

aquestes cèl·lules de la pell en cèl·lules de nou indiferenciades i pluripotents amb

característiques molt similars a les CME, mitjançant la transferència de determinats

gens implicats amb la pluripotència. Aquestes cèl·lules reprogramades anomenades

iPS (induced Pluripoten Stem cells) han estat una revolució en el camp de l’estudi de

la pluripotència i la indiferenciació i podrien ser de gran utilitat en l’aplicació clínica si

es demostra que és una tècnica eficaç i segura. Aquesta tècnica pot suposar una eina

molt poderosa per la generació de cèl·lules pluripotents genèticament idèntiques a

cada pacient (pacient-específiques) evitant el rebuig immunològic i evitant també, la

utilització d’embrions amb els problemes ètics que això pot comportar.