INSTITUT BERNAT METGE
Les cèl·lules mare i la medicina regenerativa
Treball de Recerca
Departament de Ciències Naturals 2014-2015
Tutor: Elisa Fabregat Aparicio
Curs: B2A
Alumne: Alba Lalueza Sánchez
Les cèl·lules mare i la medicina regenerativa
Institut Bernat Metge
2
INTRODUCCIÓ...............................................................................................................pàg.5
METODOLOGIA..............................................................................................................pàg.7
I. PART TEÒRICA
1. Historia
1.1. El pioner en l’ús de les cèl·lules mare a Espanya..............................................pàg.8
2.Què són les cèl·lules mare?.................................................................................... pàg.11
3.Tipus de cèl·lules mare
3.1. Classificació segons el potencial.......................................................................pàg.12
3.2. Classificació segons l’origen
3.2.1. Les cèl·lules mare embrionàries............................................................ pàg.13
3.2.2. Les cèl·lules mare adultes..................................................................... pàg.16
3.2.3. Les cèl·lules mare de pluripotència induïda (iPS)................................. pàg.18
4. Aplicacions.............................................................................................................. pàg.22
5. Avantatges i inconvenient
5.1. Propietats de les cèl·lules mare embrionàries................................................. pàg. 24
5.2. Propietats de les cèl·lules mare adultes.......................................................... pàg.25
6. Clonatge reproductiu.............................................................................................. pàg.26
7.Cloantge terapèutic................................................................................................. pàg.33
8. Qüestions ètiques, econòmiques i polítiques......................................................... pàg.38
9. Centres de recerca que treballen amb cèl·lules mare
9.1. A Barcelona...................................................................................................... pàg.41
9.2. A Espanya........................................................................................................ pàg.42
9.3. Al món............................................................................................................... pàg.43
10. Articles relacionats................................................................................................. pàg.46
ÍNDEX
Les cèl·lules mare i la medicina regenerativa
Institut Bernat Metge
3
II. PART PRÀCTICA
1. Estada al Parc Científic
1.1. Projecte: Recerca a Secundària..................................................................... pàg.48
1.2. Parc Científic de Barcelona............................................................................ pàg.49
1.3. Treball experimental
1.3.1. L’experiment.......................................................................................... pàg.50
1.3.2. Material de laboratori............................................................................. pàg.66
2. Visita al Centre de Medicina Regenerativa
2.1. El centre......................................................................................................... pàg.68
2.2. Xerrada............................................................................................................ pàg.69
2.3. La visita............................................................................................................ pàg.69
3. Enquesta
3.1. Objectius.......................................................................................................... pàg.73
3.2. Preguntes i respostes...................................................................................... pàg.73
3.3. Resultats i conclusions..................................................................................... pàg.75
III. Conclusions.............................................................................................................. pàg.78
BIBLIOGRAFIA.............................................................................................................. pàg.80
Les cèl·lules mare i la medicina regenerativa
Institut Bernat Metge
4
AGRAÏMENTS
Personalment, vull agrair-li a la meva tutora, Elisa Fabregat, la seva atenció i el seguiment
d’aquest treball; juntament amb les hores que ha estat pendent de mi per a dur-lo a terme i
totes les avantatges que m’ha ofert per a que aquesta experiència hagi sigut més enriquidora.
A més, gràcies a l’ajut realitzat per la Doctora Montserrat Romero, del Parc Científic de
Barcelona. Li agraeixo la seva atenció i disposició durant dues setmanes per aclarir-me molts
dubtes i sobretot per oferir-me un experiment molt interessant a la part pràctica del meu treball.
També, li dono les gràcies al Centre de Medicina Regenerativa de Barcelona que m’ha permès
obtenir imatges dels laboratoris, així com la petita visita guiada per la Doctora Eva Mejía, per
observar de més a prop les tècniques emprades més complexes.
Finalment, vull agrair el suport de la meva família i tot l’ajut que he necessitat durant aquests
mesos que he estat realitzant el treball, ja que sempre han estat a la meva sencera disposició
per a qualsevol viatge per a la recerca d’informació. Així també, agrair a totes les persones que
han participat en la enquesta.
Les cèl·lules mare i la medicina regenerativa
Institut Bernat Metge
5
INTRODUCCIÓ
El tema del meu treball de recerca, les cèl·lules mare i la medicina regenerativa, l’he triat
perquè en un futur em vull dedicar a la biomedicina i volia endinsar-me en un tema que fos
transcendent en aquesta matèria, com les cèl·lules mare. Tenint en compte que havia de
plantejar un tema que m’interesses per fer un treball durant un curs i mig, vaig veure en un
reportatge la importància que tenien aquestes cèl·lules mare, desconegudes per a mi, en la
medicina moderna. Llavors vaig començar a llegir i a investigar sobre el tema i vaig trobar molta
informació que va fer que el meu interès anés augmentant.
Per tant al escollir aquest tema em vaig proposar uns objectius claus per poder treure tot el
profit possible en aquesta experiència:
-Aprofundir en el coneixement de les cèl·lules mare i la medicina regenerativa ja que penso que
en un futur no molt llunyà tindrà molta importància.
-Visitar algun centre de recerca on treballessin en aquest camp d’investigació i saber amb
quines línies cel·lulars treballen actualment, el material de laboratori que utilitzen, quins tipus de
procediments escollen...
-Fer un experiment que m’ajudes a entendre tota la part teòrica o una part, com pot ser la
diferenciació cel·lular, que per mitjà de saber fer cultius cel·lulars, puc entendre com una
cèl·lula que no està diferenciada, desenvolupa unes proteïnes que provoquen que la cèl·lula
indiferenciada sigui una adipòcit, una cèl·lula cardíaca...
-Tractar els problemes ètics que es veuen influïts a l’hora de treballar amb cèl·lules mare.
-Buscar centres de recerca relacionats amb la investigació biomèdica amb cèl·lules mare tan
aquí, a Barcelona, com a la resta del món.
-Cercar notícies de mitjans de comunicació relacionats amb aquest tema.
-I per últim, vull tenir en compte quin tipus de coneixement té la població sobre les cèl·lules
mare i sobre temes relacionats mitjançant unes enquestes per a que després pugui treure unes
conclusions.
Em va resultar difícil trobar una hipòtesi que en el final del treball pogués contestar-la de
manera objectiva sense suposar res i per tant m’he inclinat en el tema de, podem manipular
les cèl·lules per a que treballin per al nostre benefici? Aquesta pregunta amb la que baso
tot el meu treball la llenço a l’aire per poder explicar l’actual debat sobre els òrgans a la carta, la
Les cèl·lules mare i la medicina regenerativa
Institut Bernat Metge
6
futura cura de moltes malalties degeneratives, els possibles tumors que es creen erròniament
per la proliferació descontrolada de les cèl·lules...
El meu treball consisteix inicialment en una part teòrica, on faig un treball de cercar informació
sobre què són les cèl·lules mare, les diferents classificacions que hi he pogut fer, les seves
aplicacions, i els avantatges i desavantatges que tenen el seu ús. També es parla de la
medicina regenerativa i la seva historia, que és prou curta, és a dir, que és un tema molt nou. I
per últim d’aquest apartat parlo dels diferents clonatges, tan del clonatge reproductiu com del
clonatge terapèutic, i dels problemes ètics que comporta l’ús de cèl·lules mare sobre tot si es
tracta de cèl·lules mare embrionàries, que com diu la paraula prové de l’embrió. He volgut
parlar del tema ètic perquè crec que és molt important la paraula de la societat davant els nous
avenços mèdics i per això he fet unes enquestes que podeu veure a la part pràctica del treball.
Com acabo de dir, la segona part del treball consisteix en una part pràctica que consta de tres
apartats que són, una estada al Parc Científic de Barcelona on vaig estar vint dies amb la
Doctora Montserrat Romero fent cultius cel·lulars per veure la diferenciació cel·lular, de com
passava d’un preadipòcit a adipòcit, com altres tècniques, la tinció Oil Red O i el Western Blot.
Vaig tenir molta sort de poder entrar en aquest projecte anomenat Recerca a Secundària ja que
demanaven cartes de recomanació, de motivació, l’expedient acadèmic..., però va valer la pena
perquè va ser molt interessant ja que mai havia pogut treballar en un laboratori d’aquestes
dimensions professionals. El segon apartat és una visita que vaig fer al Centre de Medicina
Regenerativa de Barcelona (CMRB), on vaig poder entrar gràcies al programa de Regenerator,
allà la Doctora Eva Mejía ens va fer una visita guiada a més d’una sessió informativa sobre el
centre i sobre el futurs projectes que hi tenien. Per últim, com he dit anteriorment he fet unes
enquestes a gent de 14 a 80 anys sobre els coneixements que tenen sobre les cèl·lules mare i
per poder fer conclusions sobre temes ètics basats en la població.
Al final del meu treball podeu trobar la meva conclusió juntament amb la resposta a la hipòtesi
abans esmentada. També explicaré el que m’ha aportat fer aquest treball com alumne de
ciències del Institut Bernat Metge, a més de les dificultats que m’he anat trobant quan anava
aprofundint en el tema.
Les cèl·lules mare i la medicina regenerativa
Institut Bernat Metge
7
METODOLOGIA
El procés seguit per realitzar aquest treball ha estat intens i difícil. Inicialment va consistir en
una recerca bibliogràfica i per Internet sobre els principals conceptes de cèl·lules mare, encara
que vaig poder trobar forces resultats i fonts per poder contrastar la informació i ampliar-la, vaig
llegir el llibre d’Òrgans a la carta i un recull d’articles del Dossier 29: Genoma, cèl·lules mare i
transgènics de la Diputació de Barcelona. Un cop amb aquesta informació, que alguna vaig
haver de traduir, ja que molts articles estaven en anglès i seleccionar-la per tal de composar la
meva pròpia explicació. També vaig fer una selecció de notícies relacionades amb aquest tema
i una recerca a nivell mundial de diferents centres biomèdics on treballen amb cèl·lules mare.
Després de tenir la part teòrica acabada, vaig disposar-me a fer una investigació de camp, i
gràcies a la meva tutora, Elisa Fabregat vaig poder visitar dos centres. El primer era el Centre
de Medicina Regenerativa de Barcelona, on a més de veure les instal·lacions del centre, van
explicar-me com treballaven. El segon lloc on vaig continuar el meu treball de camp va ser al
Parc Científic de Barcelona de la Universitat de Barcelona on vaig estar vint dies treballant i
realitzant de primera mà algunes de les tècniques més comuns amb les que treballen i vaig
tenir accés a algunes sales especials com les de revelatge o les sales de microscòpia.
Finalment vaig realitzar una investigació sobre el coneixement del tema a la població i sobre les
notícies més importants durant el segle XX i XXI. Naturalment tot aquest procés va ser seguit
per la meva tutora en diverses reunions i amb correus electrònics durant tot l’estiu.
Les cèl·lules mare i la medicina regenerativa
Institut Bernat Metge
8
I. PART TEÒRICA
1.HISTORIA
Va ser l’any 1981, quan els científics van aconseguir per primera vegada, cultius de cèl·lules
mare embrionàries de rata. Però no va ser fins l’any 1998 quan es va aconseguir el cultiu de
cèl·lules mare d’origen humà. Durant aquest any, dos equips d’investigadors van anunciar per
separat que havien aïllat i cultivat cèl·lules mare humanes procedents, en un cas, d’embrions
en fase de blastocist1 i en l’altre, de fetus avortats. Els equips d’investigació estaven dirigits pels
biòlegs John Gearhart, de la Universitat de Johns Hopkins, i James Thomson, de la Universitat
de Wisconsin en Madison.
A finals de la dècada dels noranta, els científics van descobrir moltes característiques
d’aquestes cèl·lules; entre elles, que les cèl·lules mare adultes procedents d’un teixit concret,
com la sang, poden originar cèl·lules d’altres tipus de teixits, com per exemple cèl·lules
nervioses (neurones). Un dels resultats més interessants el va obtenir el investigador
l’investigador Fred Gage a l’institut Salk d’estudis biològics, que va demostrar que el cervell
humà adult pot crear noves neurones. Abans del descobriment de Gage els neurobiòlegs
creien que el nostre cervell no creava cap cèl·lula nova després del naixement. Segurament,
aquesta capacitat ve de les cèl·lules mare d’aquest teixit.
Avui dia, a principis del segle XXI, els investigadors encara no han desenvolupat cap aplicació
clínica real dels cultius de cèl·lules mare. No obstant, molt abans de què fossin aïllades, les
cèl·lules mare ja s’havien utilitzat en el tractament d’algunes malalties. L’any 1968 els científics
van realitzar, amb èxit, el primer transplantament de medul·la òssia; és un procediment en el
qual un pacient rep una infusió de cèl·lules mare de medul·la òssia. El propòsit d’aquest
transplantament era restaurar la capacitat de la medul·la de generar cèl·lules sanguínies en
pacients que havien rebut tractaments molt forts de quimioteràpia, que havien malmès
profundament aquest teixit. Els investigadors sospitaven que les cèl·lules mare presents en
l’implant de medul·la òssia eren les responsables de l’èxit d’aquesta tècnica. Actualment, el
transplantament de medul·la òssia s’ha convertit en un tractament habitual per alguns tipus de
càncer (leucèmia, limfoma) i altres malalties de la sang i dels ossos.
Actualment, hi ha nombroses línies d’investigació obertes basades en les cèl·lules mare que
permetran conèixer els mecanismes de diferenciació cel·lular i aportaran, en un futur no massa
llunyà, nous tractaments per diverses malalties, fins ara incurables.
1. És un embrió de 5/6 dies de desenvolupament que presenta una estructura cel·lular complexa formada
per aproximadament 200 cèl·lules.
Les cèl·lules mare i la medicina regenerativa
Institut Bernat Metge
9
1.1.El pioner en l’ús de cèl·lules mare a Espanya
Va ser el metge i investigador Bernat Soria Escoms.
És director del centre andalús de Biologia Molecular i Medicina Regenerativa (Cabrimer) de
Sevilla, on a més encapçala un equip d’investigació sobre cèl·lules mare i diabetis mellitius.
Bernat Soria va néixer a Carlet (València) el 7 de maig de 1951. Es va llicenciar en Medicina
per la Universitat de València el 1974, es va doctorar el 1978 i el 1980 va obtenir el
postdoctorat a l’institut Max Planck de Química Biofísica de Göttingen (Alemanya).
Catedràtic de fisiologia, el seu grup d’investigadors va ser el
primer del món a demostrar la possibilitat d’obtenir cèl·lules
productores d’insulina a partir de cèl·lules mare
embrionàries.
Entre el 1980 i el 1982 va ser cap de projecte al
departament de Biofísica de la Universitat de d’East Anglia,
a Norwich (Regne Unit), i del 1991 al 1994 va ser
Coordinador de l’Agencia Nacional d’Avaluació i Prospectiva
(ANEP). Va començar a treballar com a professor a la
Universitat Miguel Hernández d’Elx (Alacant) des de la seva creació, el 1997, i va posar en
marxa l’Institut de Bioenginyeria, que va dirigir.
El febrer del 2000, Bernat Soria va ser pioner en l’obtenció de cèl·lules pancreàtiques
productores d’insulina a partir de cèl·lules mare de ratolins.
Així mateix, el juliol del 2001 va aconseguir convertir cèl·lules mare d’embrions humans en
cèl·lules beta de pàncrees productores d’insulina, dins un projecte en què es van utilitzar
cèl·lules mare humanes adquirides a l’empresa nord-americà Geron Corporation, que en
aquells moments no es podien obtenir a Espanya.
Aquesta investigació va suposar que el Ministre de Sanitat lli obrís un expedient informatiu,
cosa que el va portar a prosseguir les seves investigacions a l’estranger i a acceptar un
oferiment de la Facultat de Medicina de la Universitat de Singapur. Paral·lelament, es va
integrar en un projecte posat en marxa per un consorci de vuit laboratoris europeus, mentre
que a Espanya va continuar treballant en cèl·lules mare embrionàries procedents de ratolins.
El desembre del 2002 va firmar un acord amb el president de la Junta d’Andalusia, Manuel
Chaves, pel qual s’incorporava com a assessor del programa andalús d’investigació amb
cèl·lules mare. Aquest programa incloïa cinc línies principals d’investigació centrades en la
diabetis, malalties neurodegeneratives com el Parkinson, lesions òssies i articulars,
transplantament cel·lular i la posada en marxa d’un banc de cèl·lules mare.
Imatge 1. Bernat Soria Escoms
Les cèl·lules mare i la medicina regenerativa
Institut Bernat Metge
10
Soria va ser encarregat de coordinar la investigació relacionada amb la diabetis mellitus1, tant
els treballs amb cèl·lules mare (a Sevilla) com amb illots pancreàtics2 (a Màlaga).
El març del 2004 va assumir la direcció del Laboratori Andalús de Teràpia Cel·lular en Diabetis
Mellitus, nascut de la col·laboració entre la Junta d’Andalusia i la Universitat Pablo Olavide de
Sevilla. Es va fer càrrec d’una investigació dedicada a derivar cèl·lules mare embrionàries per
obtenir-ne altres, generadores d’insulina, que es puguin utilitzar contra la diabetis.
El Laboratori de Teràpia Cel·lular de Sevilla va elaborar un dels quatre primers projectes per
investigar amb cèl·lules mare embrionàries, als quals el Consell de Ministres va donar llum
verda l’octubre d’aquell any i que el Govern va autoritzar el febrer del 2005.
El 2005, Soria va traslladar a Espanya tota la investigació que estava portant a terme a
Singapur i va passar a dirigir a Sevilla el nou Centre Andalús de Biologia Molecular i Medicina
Regenerativa (Cabimer). Aquest centre és la principal instal·lació d’Espanya d’investigació en
teràpia cel·lular i medicina regenerativa.
Bernat Soria també encapçala un projecte de transplantaments d’illots pancreàtics a l’Hospital
Carlos Haya de Málaga i coordina la Xarxa Espanyola de Transplantaments d’Illots
Pancreàtics. És president de la Societat Espanyola de Diabetis i de la Xarxa Europea
d’Investigadors amb Cèl·lules Mare.
El seu treball ha estat reconegut amb nombroses distincions com la Medalla d’Or i Premi de la
Reial Acadèmia Nacional de Medicina, el Premi Nacional d’Investigació Bàsica de la Societat
Espanyola de Diabetis i la Medalla d’Or d’Andalusia, entre altres.
1. conjunt de trastorns metabòlics que tenen en comú concentracions elevades de glucosa a la sang.
2. són uns cúmuls de cèl·lules que s’encarreguen de produir hormones, com la insulina.
Les cèl·lules mare i la medicina regenerativa
Institut Bernat Metge
11
2.QUÈ SÓN LES CÈL·LULES MARE?
Les cèl·lules mare són cèl·lules que es troben en tots els organismes pluricel·lulars, tenen la
capacitat d’autorenovar-se, mitjançant divisions mitòtiques1 (així produint cèl·lules genèticament
idèntiques), o bé de diferenciar-se a cèl·lules més especialitzades, com són exemples les
neurones o les cèl·lules cardíaques. També podem dir que es tracta de cèl·lules
indiferenciades que, segons si s’hi activa l’expressió d’uns gens2 o d’uns altres, poden generar
cèl·lules d’un teixit o d’un altre completament diferent.
Les cèl·lules mare, en anglès stem cells (stem significa “tronc”, per tant les cèl·lules mare
també poden ser traduïdes com “cèl·lules troncals”) tenen la capacitat de dividir-se de forma
asimètrica donant lloc a dues cèl·lules filles, una de les quals té les mateixes propietats que la
cèl·lula mare original (autorenovació) i l’altra obté la capacitat de poder diferenciar-se si les
condicions ambientals són adequades. La major part dels teixits d’un organisme adult posseeix
una població resident de cèl·lules mare que permeten la seva renovació periòdica o la seva
regeneració quan es produeix una ferida. Algunes cèl·lules mares adultes són capaces de
diferenciar-se en més d’un sol tipus de cèl·lules mare mesenquimals3 i les cèl·lules mare
hematopoètiques4, en canvi altres són precursores directes de les cèl·lules del teixit en el que
es troben, com per exemple les cèl·lules mare epitelials, musculars o les germinals.
Imatge 3. Diferenciació cel·lular Imatge 2. Divisió mitòtica
1. és un procés en el qual les cèl·lules es divideixen i donen lloc a dues cèl·lules filles idèntiques genèticament.
2. és una unitat d’informació dins del genoma que conté tots els elements necessaris per a la seva expressió de manera regulada.
3. és un tipus cel·lular amb morfologia estelada fusiforme en estat indiferenciat a partir del qual s’originen diversos tipus cel·lulars.
4.cèl·lula indiferenciada, que donarà lloc a cèl·lules sanguínies.
Les cèl·lules mare i la medicina regenerativa
Institut Bernat Metge
12
3.TIPUS DE CÈL·LULES MARE
3.1.Classificació segons el potencial
Es poden classificar segons el seu potencial de diferenciació, és a dir, segons el tipus cel·lular
que es pot obtenir a partir d’aquestes cèl·lules:
Totipotents. Amb potencial per generar tot l’organisme i les
estructures de suport extraembrionàries durant la gestació. Són les
cèl·lules que formen l’embrió, des del zigot fins a la mòrula, abans de la
formació del blastocist. Pot créixer i formar un organisme complet, tant
els components embrionaris com els components extraembrionaris. La
cèl·lula mare totipotent per excel·lència és el zigot1, format quan un
òvul és fecundat per un espermatozoide.
Pluripotents. Amb potencial per generar tots els tipus de cel·lulars de l’organisme adult. Les
cèl·lules mare embrionàries són pluripotents. No poden formar un organisme complet, però sí
qualsevol altre tipus de cèl·lula corresponent als tres llinatges embrionaris (endoderm,
ectoderm i mesoderm). Poden per tant, formar llinatges cel·lulars. Es troben en diferents etapes
del desenvolupament embrionari. Les cèl·lules mare pluripotents més estudiades són les
cèl·lules mare embrionàries que es poden aïllar de la massa interna del blastocist. El blastocist
està format per una capa externa
denominada trofoblast2, formada per
unes 70 cèl·lules i una massa cel·lular
interna constituïda per unes 30
cèl·lules que són les cèl·lules mare
embrionàries que tenen la capacitat de
diferenciar-se en tots els tipus cel·lulars
que apareixen en l’organisme adult,
donant lloc als teixits i òrgans. En
l’actualitat s’utilitzen com a model per estudiar el desenvolupament embrionari i per entendre
quins són els mecanismes i els senyals que permeten a una cèl·lula pluripotent arribar a formar
qualsevol cèl·lula completament diferenciada de l’organisme. Les cèl·lules mare germinals són
cèl·lules mare embrionàries pluripotents que se’n deriven dels esbossos gonadals de l’embrió.
Imatge 4. Zigot
Imatge 5. Cèl·lula mare pluripotent
1. és la primera cèl·lula d’un nou individu.
2. és el primer dels annexos embrionaris.
Les cèl·lules mare i la medicina regenerativa
Institut Bernat Metge
13
Aquests esbossos gonadals es troben en una zona específica de l’embrió anomenada cresta
gonadal, que donarà lloc als òvuls i als espermatozoides. Tenen una capacitat de diferenciació
similar a les cèl·lules mare embrionàries, però el seu aïllament resulta ser més difícil. Avui es
poden manipular cèl·lules humanes d’adult i generar cèl·lules amb pluripotència induïda. (iPS),
que s’han vist que posseeixen el mateix potencial de creixement i diferenciació de les cèl·lules
mare embrionàries.
Multipotents. Amb potencial per generar un nombre limitat de tipus cel·lulars diferents i
únicament aquells molt propers entre ells en termes
de desenvolupament. Com a exemple de cèl·lula
mare multipotent tenim les de la sang (cèl·lules mare
hematopoètiques) que s’obtenen del moll de l’os i que
poden generar tots els tipus cel·lulars/ fragments de la
sang, com serien limfòcits-T, limfòcits-B, cèl·lules NK,
eritròcits, plaquetes, eosinòfils, neutròfils, macròfags i
mastòcits.
Oligopotents o de teixit. Amb potencial per a
generar únicament alguns tipus cel·lulars. Seguint amb l’exemple
anterior, ho són les cèl·lules mare del llinatge limfoide1, que poden
generar els limfòcits-T, limfòcits-B i les NK però no la resta.
Unipotents o cèl·lules progenitores. Són cèl·lules mare que tenen la capacitat de generar un
únic tipus cel·lular. Per exemple, les cèl·lules mare espermatogèniques que es poden
autorenovar i generar els espermatozoides.
3.2.Classificació segons l’origen
Hi han tres tipus de cèl·lules mare, les més emprades en el laboratori que són les cèl·lules
mare embrionàries (en anglès, embryonicstem cells), les cèl·lules mare adultes i les cèl·lules
mare de pluripotència induïda (iPS).
Imatge 6. Cèl·lules mare hematopoètiques.
Imatge 7. Limfòcits-T
1. són els teixits on es produeix la maduració de la cèl·lula.
Les cèl·lules mare i la medicina regenerativa
Institut Bernat Metge
14
3.2.1.Les cèl·lules mare embrionàries
Com el seu nom indica provenen de l’embrió, formen part de la massa cel·lular interna d’un
embrió de 4-5 dies d’edat. En l’espècie humana, una vegada produïda la fecundació, el zigot
comença un procés de divisió cel·lular que és fa que un període de 3 dies l’embrió passi a estar
format per 8 cèl·lules (blastòmers). Aquestes cèl·lules comencen, aleshores, un procés de
compactació en el qual es perdrà la definició entre les cèl·lules i es formarà la mòrula.
Posteriorment, s’anirà creant una cavitat buida a l’interior de l’embrió i es formarà el blastocist.
Imatge 8. Blastocist
En l’estadi de blastocist és quan, per primera vegada, s’establiran dues poblacions
diferenciades. Per una banda, les cèl·lules que es quedin a l’exterior formaran el trofectoderma,
del qual derivarà la part extraembrionària de la placenta. Per altra banda, les cèl·lules que
queden a l’interior de l’embrió formaran la massa cel·lular interna ( en anglès, Inner Cell Mass) i
seran les cèl·lules que formaran tots els tipus cel·lulars que donaran lloc al fetus i el cordó
umbilical. Part d’aquestes cèl·lules de la massa cel·lular interna, posades en cultiu, generaran
les cèl·lules mare embrionàries, i es defineixen com a cèl·lules mare pluripotents, perquè tenen
la capacitat de diferenciar-se en tots els tipus cel·lulars que apareixen en l’organisme adult.
Poden donar lloc als més de 200 tipus cel·lulars del nostre cos. El fet de que siguin pluripotents
significa que poden donar origen a les tres capes germinals: ectoderm1, mesoderm
2 i
endoderm3. Aquest tipus de cèl·lules es caracteritzen per
poder mantenir-se en el embrió o en determinades
condicions de cultiu de forma indefinida, formant al dividir-se
una cèl·lula idèntica a elles mateixes, i mantenint la població
de cèl·lules mare estable.
Imatge 9. Capes germinals
Imatge 10. Formació d’un embrió
1. és la primera capa blastodèrmica de l’embrió.
2. és la segona capa blastodèrmica de l’embrió.
3. és la tercera capa blastodèrmica de l’embrió.
Les cèl·lules mare i la medicina regenerativa
Institut Bernat Metge
15
Aquest tipus de cèl·lules que provenen d’embrions
preexistents, que sobren en les fecundacions in
vitro, generalment presenten problemes
d’histoincompatibilitat1 amb el receptor. Per tant, en
el cas de la clonació terapèutica amb cèl·lules
mare embrionàries, normalment, cal fer un embrió a
partir d’una cèl·lula somàtica2 del pacient.
També existeixen tècniques experimentals on es
poden extreure cèl·lules mare embrionàries sense
que això impliqui la destrucció de l’embrió, on més endavant trobarem informació.
Els científics les utilitzen per a estudiar malalties humanes en cultiu, per a provar fàrmacs i en
un futur es podrien utilitzar per a curar malalties degeneratives, com el Parkinson, Alzheirmer...
Imatge 11. Clonació terapèrutica
Fertilització d’un ovòcit in vitro
Zigot
Mórula
Blastocist
S’extreuen les cèl·lules internes del blastocist
A-Es vol arribar a una diferenciació determinada B-S’utilitzen les cèl·lules mare indiferenciades
Només tenen activada la
informació del teixit al
qual pertanyen
Aquestes cèl·lules migren cap a la
zona afectada i allà es diferencien
1. semblança o identitat immunològica entre els teixits d’un donant i el receptor de l`òrgan.
2. són aquelles que conformen el creixement dels teixits i òrgans de un ésser pluricel·lular.
Les cèl·lules mare i la medicina regenerativa
Institut Bernat Metge
16
3.2.2.Les cèl·lules mare adultes
Es troben en els teixits i els òrgans dels individus adults, i tenen la capacitat de diferenciar-se
per donar lloc específicament a cèl·lules del teixit en el qual es troben. Aquestes cèl·lules
permeten la renovació periòdica de determinats teixits, com és el cas de la pell i del sistema
sanguini, i a més a més permeten que es puguin donar processos de regeneració, com per
exemple en el fetge. En els humans es coneixen fins a 20 tipus diferents de cèl·lules mare
adultes, que són les encarregades de regenerar els teixits en continu desgast, com la pell o la
sang, o teixits que han patit alguna ferida, com per exemple el fetge.
Aquestes cèl·lules són multipotents, és a dir, que tenen potencial per generar un nombre limitat
de tipus cel·lulars diferents i únicament aquells molt propers entre ells en termes de
desenvolupament, com les cèl·lules mare hematopoètiques de la medul·la òssia, encarregades
de la formació de la sang. En la mateixa medul·la òssia, encara que també en la sang del cordó
umbilical, en la sang perifèrica i a la grassa corporal s’ha trobat un altre tipus de cèl·lules mare
adultes, denominades mesenquimals que poden diferenciar-se en molts tipus de cèl·lules dels
tres derivats embrionaris (musculars, vasculars, nervioses, hematopoètiques, òssies, etc.).
Només poden donar lloc a uns pocs tipus de cèl·lules, normalment del mateix teixit en el qual
es troben. Per exemple, les cèl·lules mare del cordó umbilical només poden donar lloc a
cèl·lules de la sang.
Hi ha algunes teràpies basades en el transplantament de cèl·lules mare adultes. La més
comuna és el transplantaments de cèl·lules de la medul·la òssia per a tractar malalties
sanguínies, com la leucèmia.
Imatge 12. Esquema de cèl·lules mare adultes
Les cèl·lules mare i la medicina regenerativa
Institut Bernat Metge
17
Comparació entre les cèl·lules mare embrionàries i les cèl·lules mare adultes
Cèl·lules mare embrionàries
Cèl·lules mare adultes
Origen Embrions humans Adults Cultivables in vitro Sí Sí Pluripotencials in vitro Sí Sí Tumorigèniques en adults Potencialment sí No Potencial terapèutic demostrat
Sí Sí
Immunogenecitat Sí (alogèniques) No (autologues)
Cèl·lules mare adultes
Cèl·lules mare de la medul·la
òssia
Cèl·lules mare nervioses Altres tipus de cèl·lules
mare adultes
Cèl·lules satèl·lit o mioblast Cèl·lules mare
hematopoiètiques (HSC)
Cèl·lules mare mesenquimals
Cèl·lules mare de la
“SidePopulation”
Cèl·lules mare MAPC
Les cèl·lules mare i la medicina regenerativa
Institut Bernat Metge
18
3.2.3. Les cèl·lules mare de pluripotencia induïda (iPS)
Són cèl·lules creades al laboratori per un procés anomenat
reprogramació, en el qual s’aconsegueix que una cèl·lula adulta
es converteixi en una cèl·lula mare. La cèl·lula mare així
obtinguda es pot mantenir i multiplicar en cultiu.
A l’igual que les cèl·lules embrionàries, són cèl·lules
pluripotents i poden donar lloc als més de 200 tipus cel·lulars
del nostre cos.
Per al mateix que les embrionàries, amb l’avantatge que es poden generar de pacients per a
estudiar la malaltia en cultiu. A diferència de les embrionàries, si s’utilitzessin per a
transplantaments en un futur, no generarien rebuig immunològic1, ja que es podrien fer
específiques del pacient.
Historia de les cèl·lules mare de pluripotència induïda
A mesura que avança el desenvolupament embrionari les cèl·lules es van especialitzant i la
seva potencialitat va minvant, fins arribar a un estadi de
diferenciació cel·lular final. Durant dècades, molts científics han
investigat com revertir aquest procés de diferenciació final i
aconseguir cèl·lules pluripotents a partir d’una cèl·lula totalment
diferenciada, com seria per exemple un fibroblast2 de la pell.
L’any 2006, el laboratori d’en Shinya Yamanaka (Japó) va
aconseguir obtenir les anomenades cèl·lules mare de
pluripotència induïda. Han estat produïdes al laboratori a partir de cèl·lules diferenciades,
mitjançant un procés que es coneix amb el nom de reprogramació cel·lular. Aquest procés
consisteix en introduir i sobre expressar en una cèl·lula diferenciada un nombre de factors de
transcripció definits, gens que produeixen proteïnes que a la vegada controlen l’activitat
d’altres gens. L’expressió d’aquests factors induirà l’expressió i/o la inhibició de gens
determinats i com a resultat aquesta cèl·lula passarà a mostrar un fenotip cel·lular3 similar al de
les cèl·lules embrionàries, i es convertirà en una cèl·lula pluripotent.
Aquest descobriment fou la culminació de molts anys d’investigació que breument es podria
resumir en les fites següents:
Imatge 13. Reprogramació
Imatge 14. Shinya Yamanaka
1. rebuig d’un òrgan o teixit rebut d’una altre persona, s’ha de medicar durant tota la seva vida amb immunosupressors.
2.cèl·lules del teixit conjuntiu.
3.conjunt de caràcters visibles que un organisme presenta com a resultat de la interacció entre el genotip i l’ambient.
Les cèl·lules mare i la medicina regenerativa
Institut Bernat Metge
19
-Entre els anys 1952 i 1962, Briggs & King i Gurdon(Regne Unit) van demostrar en el model de
granota que era possible reprogramar a un estat pluripotent cèl·lules terminalment
diferenciades, concretament una cèl·lula intestinal, si es transferia el seu nucli a un òvul
immadur. Es va aconseguir així clonar a una granota. Amb aquests experiments es va
demostrar que era possible esborrar el fenotip d’una cèl·lula diferenciada, fer com un “reset”, i
convertir-la en una cèl·lula capaç de generar totes les cèl·lules de l’organisme.
Imatge 15. Experiment de John Gurdon
-L’any 1997, en el laboratori d’en William Willmut (Escòcia) va aconseguir clonar l’ovella Dolly
demostrant que la conació en grans mamífers també era possible. En aquest cas es va utilitzar
el nucli d’una cèl·lula diferenciada d’un animal adult i es va introduir a un òvul no fecundat i
anucleat. Com a resultat va néixer l’ovella Dolly.
-L’any 2001 es va aconseguir reprogramar cèl·lules diferenciades (dotació gènica 2n)
mitjançant un procés de fusió cel·lular amb cèl·lules mare embrionàries (2n), on la cèl·lula
resultant va resultar tetraploide1 (4n). Aquests experiments van posar de manifest que els
factors necessaris per reprogramar una cèl·lula diferenciada estaven continguts en les cèl·lules
mare embrionàries.
Imatge 16. L’ovella Dolly i William Willmut
Imatge 17. Clonació de l’ovella Dolly
1. organisme que conté 4 jocs complets de cromosomes.
Les cèl·lules mare i la medicina regenerativa
Institut Bernat Metge
20
-Finalment l’any 2006, el laboratori d’en Sinya Yamanaka mitjançant la combinació
d’experiments al laboratori amb estudis bioinformàtics, va aconseguir desxifrar quins eren els
factors continguts en les cèl·lules mare embrionàries que podrien reprogramar una cèl·lula
diferenciada a l’estadi pluripotent: OCT4, SOX2, KLF4 i C-MYC. Des d’aleshores, s’ha
optimitzat la metodologia per generar-les.
La metodologia que es va descriure el 2006 es basa en l’ús de
retrovirus1 per a introduir els 4 factors (OCT4, SOX2, KLF4 i C-MYC) a
la cèl·lula diferenciada que es vol reprogramar.
La utilització de vectors retrovírics és un sistema molt eficaç i molt
emprat en el laboratori per a introduir i expressar gens en el genoma2
de les cèl·lules d’interès. Un cop les cèl·lules han estat infectades amb
els retrovirus que contenen els factors de reprogramació, al cap d’unes
2-3 setmanes, apareixen al cultiu un nou tipus cel·lular de morfologia
molt similar a les cèl·lules mare embrionàries, són les anomenades
cèl·lules mare induïdes. Aquestes cèl·lules són morfològicament
idèntiques a les embrionàries, i donen els mateixos resultats en els
tests que es realitzen per assegurar la seva potencialitat.
-Cal destacar que al Centre de Medicina Regenerativa de Barcelona es va aconseguir per
primera vegada la generació de cèl·lules mare induïdes a partir de queratinòcits3 d’un cabell
humà. Aquesta aportació està considerada una millora important en el procés de generació de
cèl·lules mare amb pluripotència induïda.
Imatge 18. Factors de transcripció
1. petits microorganismes que contenen una única cadena d’RNA implicat en malalties com el càncer o com la SIDA.
2. conjunt d’informació genètica, codificada en una o varies molècules DNA.
3. cèl·lules (90%) a d’epidermis.
Les cèl·lules mare i la medicina regenerativa
Institut Bernat Metge
21
Embrionàries
D’on s’obtenen?
S’obtenen d’embrions
sobrants de tractaments de
fecundació in vitro de 5 dies.
Els embrions en aquesta
fase s’anomenen blastocist.
Els científics saben mantenir
aquestes cèl·lules en cultiu i
fer que es converteixin en
tipus cel·lulars
especialitzats, com per
exemple neurones o
cèl·lules del cor.
A quines cèl·lules es
poden diferenciar?
Poden donar lloc als més de
200 tipus cel·lulars del
nostre cos. Són doncs
cèl·lules pluripotents.
Per a què s’utilitzen?
Els científics les utilitzen per
estudiar malalties humanes
en cultiu, per provar
fàrmacs i en un futur es
podrien utilitzar per a curar
malalties degeneratives.
iPS (de pluripotència
induïda)
D’on s’obtenen?
Són cèl·lules creades al
laboratori per un procés
anomenat reprogramació, en
el qual s’aconsegueix que una
cèl·lula adulta es converteixi
en una cèl·lula mare. La
cèl·lula mare així obtinguda es
pot mantenir i multiplicar en
cultiu.
A quines cèl·lules es poden
diferenciar?
A l’igual que les cèl·lules
embrionàries, són cèl·lules
pluripotents i poden donar lloc
als més de 200 tipus cel·lulars
del nostres cos.
Per a què s’utilitzen?
Per al mateix que les
embrionàries, amb l’avantatge
que es poden generar pacients
per a estudiar la malaltia en
cultiu. A diferència de les
embrionàries, si s’utilitzessin
per a transplantaments en un
futur, no generarien rebuig
immunològic, ja que es
podrien fer
específiques
del pacient.
Adultes
D’on s’obtenen?
Les cèl·lules mare adultes
estan presents en molts
teixits del nostre cos i en el
cordó umbilical. Es poden
obtenir, per exemple, de la
medul·la òssia.
A quines cèl·lules es
poden diferenciar?
Només poden donar lloc a
uns pocs tipus de cèl·lules,
normalment del mateix teixit
en el qual es troben. Per
exemple, les cèl·lules mare
del cordó umbilical només
poden donar lloc a cèl·lules
de la sang.
Per a què s’utilitzen?
Hi ha algunes teràpies
basades en el
transplantaments de cèl·lules
mare adultes. La més
comuna és el
transplantament de cèl·lules
de la medul·la òssia per a
tractar malalties sanguínies,
com la leucèmia.
Les cèl·lules mare i la medicina regenerativa
Institut Bernat Metge
22
4. APLICACIONS
El futur de les aplicacions de les cèl·lules mare està ple d’esperances per totes aquelles
persones que esperen una cura a la diabetis 1, el Parkinson o una lesió de genoll a través de la
medicina regenerativa, per a les persones que desprès d’un accident necessiten un
transplantament d’òrgan bioartificial i inclosos tots aquells que requereixen als tractaments
d’estètica per evitar la caiguda el cabell, esborrar les arrugues o perfeccionar la seva figura.
Però les cèl·lules mare no només són riques en aplicacions mèdiques en el futur, en l’actualitat
existeixen nombrosos tractaments per malalties de tipus hematològiques, per determinats tipus
de càncer com la leucèmia i per algunes patologies genètiques o immunològiques. Actualment
s’estan fent moltes investigacions per a properes i noves aplicacions tant en humans com en
animals: infarts de cor, curació de fractures, augments de pit, alopècia, regeneració de la pell,
de venes, arteries, músculs i articulacions, la construcció d’un cor o un pulmó bioartificial... i son
projectes que ja estan en vies de desenvolupament. A més, de la medicina regenerativa en les
aplicacions clíniques també tenim en compte les teràpies gèniques i els tractaments
d’immunologia, ja que per exemple el transplantament de ronyons d’una altre persona és més
eficaç si s’administren cèl·lules mare alhora.
Cèl·lules mare mesenquimals i l’obesitat
Les cèl·lules mare mesenquimals viatgen a zones del cos on es generen els teixits grassos per
col·laborar amb el seu creixement. Això és positiu o negatiu? La migració de les cèl·lules mare
perjudica la salut del cos humà? Això no està gens clar, només podem saber que el treball de
les cèl·lules mare es evitar danys majors, ja que només actuen quan el sobrepès és tan gran
que s’inflama els teixits adiposos. Per això resulta tan difícil baixar de pes quan s’ha arribat a
un estat d’obesitat i molt més fàcil guanyar-lo després d’haver aprimat.
Cèl·lules mare en la diabetis de tipus 1
A l’actualitat, al segle XXI, s’ha superat moltes dolences de tipus infeccioses, però altres
s’expandeixen de forma progressiva tant en els països desenvolupats com pel tercer món. Una
de les majors esperances per la diabetis tipus 1 són les cèl·lules mare. Si la biotecnologia ha
aconseguit que l’ADN humà pugui ser afegit en bacteris per a que fabriquin la insulina en grans
quantitats i tots els pacients d’aquesta malaltia puguin tractar-se amb un cost relativament baix,
per què no esperar que els científics siguin capaços de regenerar l’activitat del pàncrees
utilitzant les tècniques de enginyeria genètica junt amb les cèl·lules mare? En el 2012 ja s’han
realitzat nombrosos estudis amb cèl·lules mare sobre la diabetis de tipus 1, també alguns
transplantaments experimentals en persones i tècniques noves que promouen la reeducació
del sistema immunitari. Les aplicacions mèdiques de les cèl·lules mare en aquesta malaltia del
Les cèl·lules mare i la medicina regenerativa
Institut Bernat Metge
23
pàncrees ja han superat la fase d’experimentació en el laboratori, i potser el somni de alliberar-
se de les injeccions diàries d’insulina estigui molt a prop per alguns diabètics.
Leucèmia limfoblàstica aguda i cèl·lules mare
Una de les primeres aplicacions de les cèl·lules mare en medicina regenerativa va ser la
transfusió d’aquestes en substitució al transplantament de medul·la òssia, en malalties com la
leucèmia limfoblàstica aguda, un tipus de càncer que afecta als glòbuls blancs de la sang i en
el que es produeix un nombre molt alt de limfoblast, més del compte. Les cèl·lules mare del
cordó umbilical són una de les teràpies més efectives per a la regeneració de la sang, ja que
aporten noves cèl·lules mare hematopoètiques que repoblaran la medul·la o altres òrgans
productors de sang. Aquesta aplicació s’ha realitzat nombroses vegades amb èxit en nens
entre 1 i 12 anys, i molt sovint substitueixen els transplantaments provinents de sang d’altre
persona. L’avantatge principal és la manca de rebuig immunitari, a més de ser un tractament
per a la leucèmia limfoblàstica aguda molt ràpid, ja que les mostres de sang ja han sigut
preparades abans de la crioconservació en nitrogen.
Una alternativa al tractament de la SIDA?
Són moltes les bones notícies que la investigació de les cèl·lules mare i les seves aplicacions
mèdiques ens aporten any rere any, però mai havien plantejat que podrien ser una alternativa
per a l’actual malaltia de la SIDA, la base de la teràpia contra el virus VIH, una de les malalties
més terribles que assola el planeta. Per això la sorpresa ha sigut gran al descobrir que existeix
un cas d’una persona que es va curar del SIDA gràcies a un tractament amb cèl·lules mare, i
que per lo tant n’hi ha possibilitats de tornar a repetir aquesta història amb èxit. Encara que
algunes persones tracten el succés com un miracle, també n’hi ha una explicació a questa
possible alternativa al tractament actual de la SIDA. Al menys un 1% de la població europea
posseeix una mutació en la proteïna, el receptor CCR5. Aquest canvi genètic aporta immunitat
en front el virus, rep el nombre de CCr5d32 i és la base per a que un transplantament de
cèl·lules mare pugui dotar d’immunitat en front al VIH, de forma que no es desenvolupi la SIDA.
Transplantaments de ronyó
Un altre camp de les aplicacions de les cèl·lules mare que està àmpliament acceptat és la
immunoteràpia, en realitat els tractaments de cèl·lules mare tendeixen a fer que no sigui
necessària l’aplicació d’aquestes teràpies, o redueixen les seves dosis. S’han realitzat aquest
tractaments des de diferents punts d’enfocaments i òrgans. En nefrologia ( tractaments i
transplantaments de ronyó) la teràpia cel·lular està encara naixent. S’explica amb molts
coneixements generats en animals i des del laboratori, però encara es disposa de poques
dades clíniques.
Les cèl·lules mare i la medicina regenerativa
Institut Bernat Metge
24
5.AVANTATGES I INCONVENIENTS
Com ja he explicat prèviament és una ciència experimental en ple procés de desenvolupament,
per tant encara no sé sap amb certesa si tots els avantatges que li són assignats a cada tipus
de cèl·lules mare són realitats comprovables o només són suposicions que encara caldria
verificar.
5.1.Propietats de les cèl·lules mare embrionàries
Avantatges: Aquestes cèl·lules són:
Flexibles: posseeixen el potencial de formar qualsevol cèl·lula del cos.
Immortals: un llinatge cel·lular pot potencialment subministrar una quantitat infinita de
cèl·lules amb característiques curosament definides.
S’obtenen fàcilment: els embrions humans poden ser obtinguts de les clíniques de
fertilitat.
Desavantatges:
Cap adult té les seves pròpies cèl·lules embrionàries disponibles per al seu ús
terapèutic, pel que cal recórrer a cèl·lules d’embrions al·logènics1 i, per tant no
histocompatibles, amb totes les limitacions dels transplantaments d’òrgans, o bé
recórrer a la clonació terapèutica, que consistiria a transferir el nucli d’una cèl·lula
somàtica del propi individu a un oòcit d’una donant per a donar lloc a un embrió, les
cèl·lules de les quals podrien expandir-se en cultiu per a després diferenciar-les cap al
llinatge desitjat.
Les cèl·lules mare no diferenciades tenen la capacitat tumorgènica (poden formar
teratomes) quan s’implanten en individus adults. Per això és imprescindible que
absolutament totes les cèl·lules que es vagin a trasplantar estiguin correctament
diferenciades.
Infeccions: els mitjans necessaris per al seu creixement estan compost per materials
d’origen boví i mirí (ratolí) que podrien introduir agents infecciosos d’origen animal
contra els quals, el sistema immunitari humà no té defenses.
Rebuig: qualsevol cèl·lula mare que no procedeixi de l’individu receptor, duu en la seva
superfície proteïnes que el sistema immunitàri del pacient reconeix com a estranyes i
que rebutja. Per tant els malalts que estiguin tractats amb aquestes teràpies estaran
obligats a prendre fàrmacs per inhibir el seu propi sistema de defensa.
1. cèl·lules que provenen d’una altre persona.
Les cèl·lules mare i la medicina regenerativa
Institut Bernat Metge
25
Defectes genètics: en el cas de clonació terapèutica, si la patologia que s’ha de tractar
amb cèl·lules mare, té el seu origen en un defecte genètic, és altament probable que
aquesta alteració es trobi també en les progenitores embrionàries clonades a partir d’un
nucli procedent del pacient. Per exemple les cèl·lules pancreàtiques derivades de
cèl·lules mare copiades d’un diabètic, seguiran portant els gens que van originar
aquesta patologia.
Càncer: s’ha observat en alguns estudis amb animals que en injectar preparats amb
progenitors cel·lulars desenvolupaven tumors.
5.2. Propietats de les cèl·lules mare adultes
Avantatges: Aquestes cèl·lules:
Ja estan més o menys especialitzades: la inducció pot ser més senzilla.
Són immunològicament resistents: els recipients que reben els productes de les seves
pròpies cèl·lules mare no experimenten el rebuig immunològic.
Són flexibles: les cèl·lules mare adultes poden ser utilitzades per formar altres tipus de
teixit.
Tenen una disponibilitat variada: algunes cèl·lules mare adultes són fàcils de collir,
mentre que collir altres, com per exemple, les cèl·lules mare neuronals (del cervell), pot
ser perillós pel donant.
Desavantatges: Elles poden:
Estar disponibles en quantitats mínimes: és fàcil obtenir-les en grans quantitats.
Finites: elles no viuen tant de temps en cultiu com les cèl·lules mare embrionàries.
Genèticament inadequades: les cèl·lules mare collides poden portar amb elles
mutacions que causen malalties o que es puguin danyar durant l’experimentació.
Les cèl·lules mare i la medicina regenerativa
Institut Bernat Metge
26
6.CLONATGE REPRODUCTIU
El clonatge reproductiu és un procés experimental destinat a produir organismes genèticament
idèntics. Hem de considerar que també n’hi ha casos en els que determinats animals es
reprodueixen de manera natural per clonatge, com els cnidaris i les planàries. Des de fa unes
dècades, però, les innovacions tècniques obtingudes en els camps de la biologia molecular, la
biologia cel·lular, la genètica i la fecundació in vitro han fet possible d’obtenir clons d’animals al
laboratori. Hi ha dues maneres de generar animals clònics: per divisió de l’embrió i per
transferència nuclear. La darrera permet obtenir clons d’organismes ja adults.
Una de les maneres més senzilles de generar animals clònics és per divisió de l’embrió.
Aquesta tècnica de clonatge simula la generació espontània de bessons, per la qual cosa es
coneix també amb el nom d’escissió gemel·lar.
En aquest tipus de clonatge, tant el genoma contingut al nucli de les cèl·lules com els gens que
hi ha en els seus mitocondris són idèntics.
Les cèl·lules mare i la medicina regenerativa
Institut Bernat Metge
27
PARE DELS CLONS
obtenció d’espermatozoides
MARE DELS CLONS
obtenció
d’oòcits
nucli de l’oòcit
nucli de l’espermatozoide
nucli del zigot
(nucli de l’espermatozoide + nucli de l’oòcit) ZIGOT
FECUNDACIÓ
IN VITRO
EMBRIÓ
ESCISSIÓ GEMEL·LAR implantació
a l’úter de la
mare
adoptiva
implantació
a l’úter de la
mare
adoptiva
ORGANISMES CLÒNICS
(BESSONS IDÈNTICS)
Les cèl·lules mare i la medicina regenerativa
Institut Bernat Metge
28
N’hi ha que han proposat utilitzar la tècnica d’escissió gemel·lar com una font completament
personalitzada de cèl·lules mare embrionàries per a la medicina regenerativa. Després d’una
fecundació in vitro es podria dividir l’embrió per escissió gemel·lar. Un dels embrions es
transferiria a l’úter de la mare per tal que el gestés i generés un nou ésser humà adult, el seu
fill, mentre el segon embrió es mantindria congelat de la mateixa manera que es fa amb els
embrions excedents de les tècniques de fecundació in vitro per a reproducció assistida. Aquest
segon embrió s’utilitzaria únicament com a font de cèl·lules mare genèticament i
immunològicament compatibles en cas de que una persona adulta necessités algun òrgan a la
carta. Això passaria a tenir el nom de clonatge terapèutic, és un procés que implica
necessàriament que la fecundació es realitzi in vitro, una manera poc pràctica de tenir fills
sempre i quan es pugui tenir de manera natural.
La manera d’obtenir clons1 d’individus ja adults és conceptualment força senzilla. S’obté el nucli
d’una cèl·lula qualsevol de l’individu que es vol clonar, el qual conté tot el genoma de
l’organisme, la quantitat justa de material genètic per permetre que se’n desenvolupi un de nou.
S’agafa un oòcit d’una donant i se n’elimina el nucli. S’introdueix el nucli obtingut en l’oòcit
anucleat i es deixa que comenci a desenvolupar-se un embrió en condicions de laboratori. Un
cop ha assolit l’estadi de mòrula o de blàstula primerenca i s’ha comprovat la seva viabilitat, es
transfereix a l’úter d’una mare adoptiva, on nidarà i acabarà de desenvolupar-se. En teoria,
amb això n’hi ha prou perquè es desenvolupi un clon progenitor, un nou organisme que tindrà
exactament el mateix material genètic. Aquest tipus de clonatge implica un transplantament
nuclear entre una cèl·lula diferenciada d’un organisme adult i un oòcit d’una donant.
Els primers experiments de clonatge d’animals a partir d’organismes ja adults es van fer durant
les dècades de 1950 i 1960 amb la segona granota Ranapipiens i la granota africana
Xenopuslaevis. L’experiment bàsic és molt semblant al que ha generat l’ovella Dolly. Val a dir
que la tècnica per generar animals clònics a partir d’un organisme adult va ser proposada per
primer cop l’any 1938 per Spermann, un famós biòleg alemany de l’època que no la va poder
realitzar per mancances tècniques.
1. ésser idèntic.
Les cèl·lules mare i la medicina regenerativa
Institut Bernat Metge
29
ORGANISME A CLONAR ORGANISME DONADOR DE L’OÒCIT
obtenció d’una cèl·lula
de l’organisme a clonar
obtenció d’un oòcit
obtenció del
nucli de la
cèl·lula
eliminació del
nucli de l’oòcit
introducció del nucli a l’oòcit
EMBRIÓ
MARE ADOPTIVA implantació a
l’úter de la
mare
adoptiva
ORGANISME CLÒNIC
Les cèl·lules mare i la medicina regenerativa
Institut Bernat Metge
30
Actualment ja s’han clonat diversos mamífers adults transplantant nuclis de cèl·lules obtingudes
de diferents teixits. El percentatge d’èxit, però, és sempre molt baix i depèn de cada espècie
concreta.
Una part important dels clonatge reproductiu animal és la utilitat que té en la ramaderia,
medicina, farmàcia i per a la preservació d’espècies en perill d’extinció.
És difícil parlar de totes les possibilitats, els beneficis mèdics potencials dels animals clònics
són molts. D’una banda, permetran estudiar les bases moleculars de l’envelliment. Però les
seves possibilitats van molt més enllà. Combinant amb tècniques de transgènesi, que
consisteixen en la introducció de gens en organismes per tal que produeixin proteïnes que
normalment els són alienes o que deixin de fer proteïnes que els són pròpies, el clonatge
d’animals pot proporcionar models molt valuosos per estudiar malalties humanes i trobar-hi
tractaments.
No només això, sinó que també aquesta combinació de clonatge reproductiu i transgènesi pot
donar un nou impuls als xenotransplantaments. Els xenotransplantaments són
transplantaments d’òrgans entre animals no humans, generalment porcs, i pacients humans. La
qüestió és la següent: si es transplanta a un pacient humà un cor de porc ( la seva forma,
dimensions i capacitat d’impulsar sang són molt semblants), de ben segur que el sistema
immunitari del pacient el rebutjarà immediatament. Ara bé, si al porc donant se li ha suprimit els
gens responsables del seu HLA el rebuig serà molt menor, inferior fins i tot a un
transplantament entre humans. Però sempre hi haurà un mínim de rebuig contra el qual el
pacient s’haurà de medicar durant tota la vida. I la possibilitat d’infeccions víriques
possiblement mortals en els xenotransplantaments són, ara per ara, molt altes, atès que el
nostre sistema immunitari no ha desenvolupat cap memòria immunològica contra els virus de
Les cèl·lules mare i la medicina regenerativa
Institut Bernat Metge
31
porc, molts dels quals són encara desconeguts. Actualment els xenotransplantaments no són
una alternativa vàlida als transplantaments entre humans, però s’hi està treballant.
També s’espera que aquesta combinació de clonatge reproductiu i transgènesi permeti obtenir
un gran nombre de fàrmacs de gran utilitat, com productes contra les varius, les cremades, la
fibrosi quística i l’hemofilia.
En el món de la ramaderia un dels principals objectius és aconseguir animals que creixin més
ràpidament, que es reprodueixin abans i tinguin més cries; que consumeixin menys aliment i
produeixin més carn, llet o ous; i que siguin resistents a les malalties més comunes. Des de la
revolució neolítica fins a l’actualitat, els ramaders han transmès els caràcters més desitjables
d’una generació d’animals a la següent mitjançant encreuaments selectius. Ara bé, en moltes
ocasions, durant aquests encreuaments es perden les característiques desitjables ja que la
seva herència sol ser bastant complexa.
El clonatge reproductiu d’animals proporcionaria individus que tinguessin exactament els
mateixos caràcters desitjables que els progenitors, sense cap pèrdua de capacitats. Amb
l’afegit que el clonatge facilita la introducció de gens nous mitjançant la transgènesi, com per
exemple gens que els confereixin resistència a determinades malalties.
En canvi, en un ramat clònic tots els animals tindrien exactament la mateixa constitució
genètica. Per la qual cosa, si es produís una plaga inesperada que afectés el ramat, en
moririen tots els membres. En termes científics, el clonatge representa una pèrdua de
biodiversitat (diversitat biològica), la qual, en aquest cas, ve determinada per les diferències
genètiques entre els individus d’una mateixa espècie. Una pèrdua de biodiversitat sempre
implica una disminució de les possibilitats de supervivència de l’espècie. De manera que si un
dia s’arriba a tenir ramats clònics, les empreses productores dels clons i els organismes oficials
competents hauran de garantir la preservació d’un nombre suficientment elevat d’animals de
les diferents races que componen la ramaderia actual per tal de preservar-ne la biodiversitat.
També els clonatge reproductiu pot ajudar a preservar espècies en perill d’extinció. Molts
animals, per poder-se reproduir, necessiten la presència d’un nombre mínim d’individus. En les
espècies de vida solitària aquest nombre mínim és necessari per permetre que els organismes
es puguin trobar entre ells amb certa freqüència. En canvi, en les espècies gregàries, els
individus de les quals viuen agrupats en famílies, aquest nombre mínim és necessari per
mantenir les jerarquies, imprescindibles alhora d’aparellar-se i tenir cura de la descendència.
Tot i això la pregunta que tots ens fem és, es pot clonar humans? Des del punt de vista legal,
l’ONU s’està plantejant prohibir a escala mundial el clonatge humà amb finalitat reproductiva.
Però això no priva que alguns científics irresponsables anunciïn que ja ho estan intentant, com
Les cèl·lules mare i la medicina regenerativa
Institut Bernat Metge
32
el ginecòleg italià Severino Antinoni. A mitjans del 2002, aquest ginecòleg va anunciar que
havien transferit a una dona un embrió humà clonat, i que ja estava embarassada de vuit
setmanes. Aquest anunci, qualificat d’irresponsable per tots els científics i comitès d’ètica, va
ser posteriorment desmentit pel propi ginecòleg,
però la controvèrsia ja s’havia generat. Amb tot
això, ell era una mica més famós i, sobretot,
havia incrementat la clientela de la clínica de
reproducció assistida que dirigeix.
Aquests tipus d’anuncis són totalment falsos,
només busquen fama i diners, que ara per ara
no hi ha cap possibilitat de clonar humans, i que
mai no es podrà transferir consciència.
A nivell tècnic, un dels principals entrebancs per
clonar humans és aconseguir un nombre
suficientment elevat d’oòcit als quals
transplantar un nucli. S’ha calculat que amb les
tècniques actuals farien falta uns 1200 oòcits
per aconseguir un bebè clònic. Això
representaria un nombre extraordinàriament
elevat. Una dona normal produeix, al llarg de la
seva vida, entre 200 a 300 oòcits madurs, i si
s’utilitzessin donants en farien falta entre 120 i
240 per a cada clonatge, atès que de cada
donant només s’obtenen de 5 a 10 oòcits.
Un dels motius que sempre s’argumenten per generar humans clònics és poder resoldre
problemes d’infertilitat en parelles heterosexuals i poder oferir fills genèticament idèntics a
membres de parelles homosexuals o a persones soles. El president d’una associació gai
americana ha creat una associació per promoure la legalització del clonatge reproductiu humà,
i l’argument principal que utilitza és el del seu dret a tenir un fill genèticament igual a ell. Però
cal tenir present que un “fill” obtingut per clonatge no és un fill en el sentit biològic de la paraula,
perquè el seu material genètic no provés de dos progenitors, sinó només d’un. De fet, seria el
seu germà bessó, encara que hagués nascut un grapat d’anys més tard.
Imatge 19. Notícia al diari El País (2002)
Les cèl·lules mare i la medicina regenerativa
Institut Bernat Metge
33
7.CLONATGE TERAPÈUTIC
El clonatge terapèutic és un procés experimental destinat a produir cèl·lules adultes
diferenciades, com neurones, cèl·lules del pàncreas, etc., genèticament i immunològicament
idèntiques a les d’un organisme ja nascut per tal que puguin ser utilitzades de manera
personalitzada en transplantaments.
Poc després de l’equip d’Ian Wilmut obtingués el primer mamífer clònic, l’ovella Dolly, un altre
grup de recerca va obtenir, per manipulació genètica d’un únic gen, embrions de granota sense
cap. La generació d’aquests embrions va fer que algú suggerís la possibilitat d’obtenir embrions
humans clònics també sense cap i, per tant, sense consciència ni possibilitats de supervivència
els quals podrien ser emprats com a font d’òrgans per a transplantaments. Argumentaven que
aquesta opció evitaria el temut rebuig, ja que no hi hauria cap diferència genètica ni
immunològica entre el pacient i l’òrgan a transplantar, alhora que solucionaria el problema de
l’escassetat d’òrgans.
Si bé es cert que l’obtenció d’òrgans d’aquesta manera evitaria el temut rebuig, els problemes
ètics que presenta fan que proposar-ho sigui una gran irresponsabilitat, comparable a la dels
anuncis de clonatge d’éssers humans. Aquests anuncis, amb poca base científica i nul·la
aplicabilitat pràctica, són contraproduents per a la ciència en general i per a la medicina
regenerativa en particular, atès que donen una idea errònia dels objectius i les possibilitats
reals d’aquesta disciplina científica, i generalment són fets per persones que tan sols busquen
una primera plana als mitjans de comunicació. Cal puntualitzar que el clonatge terapèutic no
pretén en absolut generar embrions o fetus humans sense cap però amb tots els altres òrgans
formats, la qual cosa seria èticament molt reprovable i fins i tot un acte criminal, sinó produir
grups de cèl·lules en condicions de laboratori, totes del mateix tipus (nervioses, musculars, del
pàncrees,etc.), que puguin ser utilitzades en transplantaments.
La manera d’obtenir cèl·lules diferenciades genèticament i que siguin immunològicament
compatibles mitjançant clonatge terapèutic és conceptualment senzilla. Primer, es fa una
extracció microscòpica de cèl·lules del pacient que necessita un nou teixit o òrgan mitjançant
una biòpsia, i se n’obté el nucli. Aquest nucli conté tot el genoma del pacient, inclosos els gens
necessaris per fer que una cèl·lula mare embrionària es diferenciï en una cèl·lula adulta de
qualsevol teixit. Es considera que un dels millors tipus cel·lulars per obtenir nuclis per a
clonatge terapèutic són les cèl·lules que formen el teixit conjuntiu, que ocupa els intersticis que
hi ha entre la pell i la musculatura. Els avantatges són bàsicament dos: es troba mol a prop de
la superfície del cos, fet que facilita la biòpsia; i és un tipus cel·lular amb relativament poques
estructures especialitzades, cosa que facilita la reprogramació del seu nucli.
Les cèl·lules mare i la medicina regenerativa
Institut Bernat Metge
34
Després s’agafa un oòcit d’una donant i se n’elimina el nucli. Es transfereix el nucli obtingut a
l’oòcit anucleat i es deixa que es desenvolupi un embrió en condicions de laboratori, tal com es
fa en les tècniques de reproducció assistida mitjançant fecundació in vitro. Els embrions
generats seguint aquest procediment reben el nom d’embrions somàtics, perquè el nucli inicial
que els ha generat, el nucli transferit, prové d’una cèl·lula corporal, anomenada somàtica
segons la terminologia científica (del grec soma que significa cos).
Un cop l’embrió ha assolit l’estadi de blastocist s’obtenen les cèl·lules mare embrionàries, que
formen la massa cel·lular interna, i es cultiven in vitro per tal que es reprodueixin i incrementi el
seu nombre. Finalment, un cop s’ha aconseguit un nombre suficient de cèl·lules mare
embrionàries es diferenciïn en les cèl·lules adultes específiques del teixit en qüestió.
El procés de clonatge terapèutic presenta diversos punts encara no del tot resolts. Uns dels
punts transcendentals és com condicionar les cèl·lules mare obtingudes del blastocist perquè
proliferin i es reprodueixin i després es diferenciïn en un tipus cel·lular adult concret.
Per poder fer un transplantament funcional, és a dir, per guarir o pal·liar el funcionament
anòmal d’un teixit o òrgan, és necessari disposar d’uns quants milers de cèl·lules adultes
diferenciades. Però durant el desenvolupament embrionari normal, un blastocist anterior a la
implantació només conté una dotzena de cèl·lules mare embrionàries, nombre clarament
insuficient per guarir qualsevol malaltia. Per tant, primer s’ha d’amplificar la població de
cèl·lules mare obtingudes d’un sol blastocist; cal obligar-les a proliferar en condicions de
laboratori fins obtenir un nombre suficient d’aquestes cèl·lules.
Les cèl·lules mare i la medicina regenerativa
Institut Bernat Metge
35
Per bé que les cèl·lules mare embrionàries tenen tots els gens necessaris per dividir-se i
proliferar, cal que tinguin connectats els programes gènics adequats. Hi ha molècules,
generalment proteïnes especials, encarregades d’activar-los de manera molt específica.
Actualment es coneix bastant bé quines són les molècules que activen els programes gènics de
proliferació cel·lular, per la qual cosa no és excessivament difícil fer que les cèl·lules mare
embrionàries proliferin en condicions de laboratori.
Ara bé, que proliferin no és suficient. També cal evitar que per si mateixes, de manera
espontània, es comencin a diferenciar en cèl·lules adultes. En altres paraules, cal que
mantinguin la seva condició de cèl·lules indiferenciades pluripotents, que és precisament la
característica que les fa tant útils i versàtils. De fet, un dels problemes de cultius in vitro de
cèl·lules mare embrionàries és la seva tendència a diferenciar-se en cèl·lules adultes de
manera aleatòria. Això vol dir que, de manera espontània, algunes cèl·lules romanen com a
cèl·lules mare embrionàries mentre que altres tendeixen a diferenciar-se en neurones, en
cèl·lules musculars o en gairebé qualsevol tipus cel·lular adult.
Per fer que les cèl·lules mare mantinguin el seu estat indiferenciat també cal condicionar-les
convenientment amb determinades molècules, algunes de les quals són ben conegudes.
Curiosament, aquestes molècules acostumen a coincidir amb les que estan implicades en
processos tumorals.
Hem de tenir en compte que les cèl·lules mare embrionàries són potencialment oncogèniques.
L’oncogènesi és el procés de producció de tumors, el qual es caracteritza per la proliferació
incontrolada de cèl·lules parcialment indiferenciades. Aquestes cèl·lules generen una massa de
teixit que es manté descoordinada amb la resta de l’organisme, altera les seves funcions vitals i
pot acabar provocant-ne la mort. Des del punt de vista biològic, les cèl·lules mare embrionàries
i les cèl·lules tumorals tenen molts característiques comunes, perquè totes proliferen i són
indiferenciades. Així doncs, no és gens estrany que les molècules que estan implicades en la
generació de processos tumorals siguin les mateixes o similars a les que fan falta per mantenir
l’estat indiferenciat i proliferatiu de les cèl·lules mare embrionàries.
Un altre dels passos clau del clonatge terapèutic encara no del tot resolt és com condicionar les
cèl·lules mare embrionàries perquè es diferenciïn en un tipus cel·lular adult concret i perdin la
capacitat proliferativa, i per tant la capacitat de generar tumors. El nombre de molècules
implicades en l’activació dels programes gènics específics de diferenciació cel·lular és molt
elevat o, atesa la gran complexitat del genoma, moltes de les molècules i programes gènics
implicats són encara desconeguts o no estan prou ben estudiats.
Cada programa gènic necessita unes determinades molècules per connectar-se i cada tipus
cel·lular necessita un determinat programa gènic per diferenciar-se. Els humans estem formats
Les cèl·lules mare i la medicina regenerativa
Institut Bernat Metge
36
per més de 200 tipus cel·lulars diferenciat diferents, cadascun dels quals necessita un
programa gènic específic, que al seu torn necessita unes determinades molècules per activar-
se. A més a més, en condicions naturals, l’ambient on es troben les cèl·lules mare, els tipus
cel·lulars concrets que les envolten i el lloc on es troben, contribueix decisivament al seu
condicionament. Això és degut al bescanvi de senyals moleculars entre les cèl·lules que formen
l’embrió, generalment en forma de proteïnes específiques, les quals actuen com un autèntic
llenguatge de comunicació intercel·lular. Aquesta comunicació intercel·lular també es produeix
entre les cèl·lules dels organismes adults.
Les cèl·lules mare embrionàries es van diferenciant progressivament. Primer, mitjançant un
procés genètic de determinació, decideixen els tipus cel·lulars adults que podran generar, uns
quants entre tots els que eren possibles inicialment. Cal que a nivell genètic sàpiguen què
seran quan siguin grans.
Durant aquest procés de determinació, les cèl·lules mare embrionàries esdevenen en cert
sentit equivalents a les cèl·lules mare de teixit. Les cèl·lules mare de teixit són cèl·lules
indiferenciades oligopotent, en contrast amb les cèl·lules mare embrionàries, que són
pluripotents. En aquest sentit, les cèl·lules mare de teixit només poden diferenciar-se en els
tipus cel·lulars adults que formen un teixit concret, generalment entre un únic tipus cel·lular i
poc més d’una dotzena. Per dir-ho d’una altra manera, en aquest primer pas, les cèl·lules mare
restringeixen les seves possibilitats de
diferenciació. Per fer que una cèl·lula mare
embrionària es determini, cal que connecti
uns determinats programes gènics. Per
exemple, les cèl·lules determinades a
formar teixit nerviós necessiten tenir
connectats uns determinat programes
gènics, que són diferents als que
necessiten les cèl·lules determinades a
generar el pàncrees.
Les cèl·lules mare i la medicina regenerativa
Institut Bernat Metge
37
Un cop les cèl·lules mare embrionàries s’han determinat, cal que es diferenciïn en un únic tipus
cel·lular adult, el que el pacient necessita per poder sobreviure. Si en necessita més d’un, es
pot separar la població de cèl·lules indiferenciades en dues subpoblacions, de tal manera que
una es diferenciï en un tipus cel·lular adult i l’altre en l’altre. Per fer que una cèl·lula
indiferenciada es diferenciï en una cèl·lula adulta concreta cal que connecti els programes
gènics específics d’aquest tipus cel·lular.
En acabar quest procés, s’obtenen cèl·lules adultes que resten aïllades. Ara bé, malgrat que
algunes malalties poden ser guarides amb cèl·lules aïllades, en moltes ocasions cal agrupar-les
per generar teixits o òrgans, com per exemple vàlvules cardíaques o illots pancreàtics
productors d’insulina. Per agrupar les cèl·lules convenientment cal recórrer a l’enginyeria
tissular1.
Dins la medicina regenerativa, el clonatge terapèutic es presenta com una font teòricament
inesgotable i completament personalitzada de cèl·lules immunològicament compatibles per a
qualsevol pacient, perquè es generen en cada cas concret a partir del seu propi material
genètic i es condicionen de manera específica perquè es converteixen únicament i
exclusivament de les cèl·lules adultes funcionals de les quals el pacient és mancat. Aquesta
tècnica permet solucionar simultàniament tots els problemes dels transplantaments
convencionals d’òrgans, com el rebuig, l’escassetat d’òrgans adequats i la impossibilitat
d’obtenir determinats òrgans, teixits i tipus cel·lulars, com per exemple les cèl·lules nervioses.
1. enginyeria de teixits i òrgans en l’àrea de la medicina regenerativa.
Les cèl·lules mare i la medicina regenerativa
Institut Bernat Metge
38
8.QÜESTIONS ÈTIQUES, ECONÒMIQUES I POLÍTIQUES
Des de fa temps l’home ha intentat buscar les respostes sobre el significat de la vida i la mort.
Avui en dia disposem d’una tecnologia “impressionant” i molts investigadors creuen haver
obtingut la solució de moltes malalties.
Més encara, la majoria de la gent creu o vol creure que tot això és possible.
Per altre banda, la propietat del cos s’ha democratitzat. M’entres que als anys 60, es defenia de
manera extrema la propietat del cos, amb l’eslògan nuestros cuerpos, nuestras vidas, en
l’actualitat això ha canviat dràsticament; el cos va entrar en el mercat convertint-se en capital i
tant els governs com les empreses privades fan ús d’això.
En relació amb aquesta situació que ha sorgit en el ambient científic el concepte de cèl·lules
mare, la qual genera moltes expectatives. Encara que, no podem oblidar que la ciència és el
conjunt de coneixements definits però sempre transitoris i renovables, de manera que moltes
vegades l’aplicació del mètode científic a través del temps demostra que les cosses que avui
semblen un èxit, demà es poden convertir en un fracàs, així doncs em de ser cautelosos.
Segurament algunes de les preguntes que plantegen el seu ús s’aconseguiran respondre, però
també serà cert que nous interrogants apareixeran. En definitiva, al mantenir una ment oberta
al coneixement però amb objectivitat serà la millor via per arribar al destí. Clarament la raó per
la qual les cèl·lules mare han concentrat bona part de l’atenció del ambient científic ha sigut la
possibilitat de l’ús d’aquestes cèl·lules per reemplaçar teixits humans danyats.
Encara així, la forma en la qual s’obtenen aquestes cèl·lules generen conflictes ètics.
Conceptualment, hi ha tres fonts per obtenir les cèl·lules mare:
El cos d’un adult que, en determinats òrgans, disposa d’algunes cèl·lules denominades
“cèl·lules mare adultes o somàtiques” en teixits com la medul·la òssia, cordó umbilical,
pell, etc.
Els fetus avortats, que les seves cèl·lules precursores de les gònades contenen les
denominen “cèl·lules mare embrionàries germinals”.
Els embrions que estan en la fase blastocist (entre els 5 i els 14 dies des de la seva
fecundació), dels que es poden obtenir “cèl·lules mare embrionàries”.
En el cas de l’obtenció a partir del cos d’un adult no planteja, en principi, més conflictes ètics
que els relatius al consentiment informat de la persona de la que s’extreu les cèl·lules.
Les cèl·lules mare i la medicina regenerativa
Institut Bernat Metge
39
L’obtenció a partir de fetus ens porta a problemes sobre l’ús de teixits fetals per a una finalitat
d’investigació i per altre banda considerar la licitud moral o no, d’utilitzar teixits de fetus avortats
espontàniament o d’utilitzar els resultants d’avortaments voluntaris.
La utilització d’embrions és la més problemàtica, perquè suposa acabar amb la vida dels
embrions dels que s’obtinguin les cèl·lules. Aquells que estan en contra de la investigació amb
cèl·lules mare embrionàries comparen la destrucció d’un embrió al avortar. Ells creuen que
l’embrió constitueix la vida perquè té el potencial de desenvolupar-se plenament en un ésser
humà. Aquells en contra creuen que és immoral i poc ètic destruir una vida per salvar un altre.
Es creu que la vida humana està infravalorada per aquest acte. En particular, molts grups
religiosos consideren prou avantatjoses les cèl·lules mare adultes, en canvi els que tenen una
postura contraria pensen que les cèl·lules mare embrionàries no són equivalents a la vida
humana perquè no estan dins del ventre matern. Els partidaris també sostenen que els costos
socials de moltes malalties i condicions, tant en els aspectes monetaris com en temes de
patiment, significa que les preocupacions ètiques relacionada amb l’ús d’aquestes cèl·lules no
són suficients per justificar la suspensió d’aquesta etapa prometedora. Un altre argument a
favor és que els embrions són restes de fertilitzacions in vitro i de l’altre manera serien
destruïts, i d’aquesta manera no es desperdiciarien.
Per a alguns, durant els primers dies, un embrió és només una bola de cèl·lules amb
característiques humanes no formades, amb la qual cosa la investigació mèdica és lícita. Per a
d'altres, la investigació amb qualsevol embrió és inacceptable, atès que un embrió és tan humà
com un nadó o un adult. Un embrió és una vida humana o una simple bola de cèl·lules? Valen
més els drets de l'embrió que els de l'adult o d'un nen en el cas d'una malaltia incurable?
D’una altra banda també s’ha plantejat el problema del dret de propietat dels nous
descobriments relacionats amb les cèl·lules mare. És un altre tema de debat important, podran
els investigadors vendre els seus descobriments a una única empresa farmacèutica perquè
exploti aquest nou recurs a preus desorbitats? O bé haurien de ser tractaments exclusivament
gratuïts aplicats en centres públics sense que els seus descobridors s’emportin cap tipus de
remuneració econòmica?
Parlant de les qüestions econòmiques també s’ha de tenir en compte els enormes costos
econòmics que suposa no només la investigació de cèl·lules mare sinó el que suposarà aplicar
els tractaments als pacients. Tot i això es creu que un cop les aplicacions regeneratives amb
cèl·lules mare s’hagin convertit en una realitat establerta, serà més econòmic realitzar un
tractament amb cèl·lules mare als pacients que no haver de mantenir-los hospitalitzats a causa
de símptomes.
Les cèl·lules mare i la medicina regenerativa
Institut Bernat Metge
40
LLEI 14/2007, DEL 3 DE JUNY, SOBRE LA INVESTIGACIÓ BIOMÈDICA
Artículo 1. Objeto y ámbito de aplicación.
Esta Ley tiene por objeto regular, con pleno respeto a la dignidad e identidad humanas y a los derechos
inherentes a la persona, la investigación biomédica y, en particular.
a) Las investigaciones relacionadas con la salud humana que impliquen procedimientos invasivos.
b) La donación y utilización de ovocitos, espermatozoides, preembriones, embriones y fetos
humanos o sus células, tejidos u órganos con fines de investigación biomédica y sus posibles
aplicaciones clínicas.
c) El tratamiento de muestras biológicas.
d) El almacenamiento y movimiento de muestras biológicas.
e) Los biobancos.
f) El Comité de Bioética de España y los demás órganos con competencias en materia de
investigación biomédica.
g) Los mecanismos de fomento y promoción, planificación, evaluación y coordinaión de la
investigación biomédica.
A Espanya és legal investigar amb embrions no viables, és a dir, que no es podran
desenvolupar per a formar un nou ésser humà. El debat sobre aquesta decisió és si considerar
els embrions crioconservats que han passat el termini legal de la seva utilització i que no hi ha
possibilitats per al seu desenvolupament, no viables, per a que d’aquesta manera si es puguin
utilitzar aquests embrions per a la investigació. Una altra qüestió seria si aquests embrions es
podrien utilitzar per a extreure cèl·lules mare. La política més conservadora d’aquest país està
en contra, però les opinions són molt diverses i la llei estableix que serà necessària una
autorització específica de la Comissió Nacional de Reproducció Assistida. Per tant no seria
il·legal clonar un embrió per a la investigació mèdica, és a dir, per clonació terapèutica, ja que
s’extraurien aquestes cèl·lules dels embrions no viables. Encara així hi ha moltes
organitzacions religioses que controlen el tema de l’administració y que per tant no es tan fàcil.
Per altre banda, la conació reproductiva està prohibida des de 1988 i es considerada com a
delicte pel codi penal.
En canvi, si comparem amb el Regne Unit veurem que si que està legalitzat utilitzar embrions
humans per a la investigació medica sota unes lleis estrictes des de 2001. Com a Espanya s’ha
de donar prèviament consentiment. La investigació amb embrions clonats no està permesa,
atès que no hi ha cap llei que la reguli. També al 2001 va ser aprovada la llei de la clonació
humana reproductiva, la qual es converteix en delicte introduir un embrió humà clonat a l’úter
de qualsevol dona.
A la Unió Europea no hi ha una legislació específica en l’àmbit de la investigació mèdica amb
cèl·lules mare.
Les cèl·lules mare i la medicina regenerativa
Institut Bernat Metge
41
9.CENTRES DE RECERCA QUE TREBALLEN AMB CÈL·LULES MARE
9.1.A Barcelona
Institut Hospital del Mar d’Investigacions Mèdiques (IMIM)
L’IMIM (Institut Hospital del Mar d’Investigacions Mèdiques), ubicat al Parc de Recerca
Biomèdica de Barcelona està conformat en un 82% per grups de recerca liderats per
professionals del Parcs de Salut MAR, en una bona part vinculats a la Universitat Autònoma de
Barcelona i a la Universitat Pompeu Fabra, així com per personal adscrit provinent del Centre
de Recerca en Epidermiologia Ambiental (CREAL), Centre de Regulació Genòmica (CRG),
Departament de Ciències Experimentals i de la Salut de la Universitat Pompeu Fabra (DCEXS-
UPF), Centre de Medicina Regenerativa de Barcelona (CMRB) i del Parc de Recerca
Biomèdica de Barcelona (PRBB).
Està format per uns set-cents professionals, dels que cent-dinou són investigadors principals
que es distribueixen en cinquanta-sis grups de recerca, integrats en els cinc programes de
caràcter multidisciplinari que estructuren la recerca de l’IMIM:
-El Càncer
-Epidemiologia i Salut Pública
-Processos inflamatoris i cardiovasculars
-Informàtica Biomèdica
-Neurociències
També n’hi ha d’altres com el Parc Científic de Barcelona, on estan treballant per a millorar la
reprogramació gènica entre altres coses relacionades amb la biomedicina.
Imatge 20. IMIM.
Les cèl·lules mare i la medicina regenerativa
Institut Bernat Metge
42
9.2.A Espanya
Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas (CNIO)
El Centre Nacional de Investigacions Oncològiques fou creat en 1998 per l’ Institut de Salut
Carlos III. La missió essencial del CNIO es portar a terme una investigació d’excel·lència i oferir
tecnologia innovadora en l’àmbit del càncer al Sistema Nacional de Salut i al Sistema Nacional
de Ciència i Innovació. Amb aquesta finalitat construeixen objectius estratègics del CNIO:
Desenvolupar una investigació que permeti obtenir nous i més eficaços mètodes de
diagnòstics y tractaments de les malalties oncològiques.
Traslladar el coneixement científic a la pràctica clínica, aconseguint que els avenços
científics repercuteixin el més aviat possible davant el nostre sistema sanitari i, per tant,
sobre el benestar dels pacients.
Transferir la tecnologia desenvolupada amb al CNIO a empreses innovadores.
Establir un sistema de gestió nou i més eficaç amb l’àmbit científic europeu.
Centro de investigación Príncipe Felipe (CIPF)
El CIPF és una fundació privada adscrita a la Consergeria de Sanitat de la Generalitat
Valenciana.
Aquest centre ha aconseguit grans avenços en temes molt importants com la medicina
regenerativa, al càncer, noves teràpies, deteriorament neuronal... El seu objectiu és la
investigació biomèdica inclòs la investigació bàsica de agents, dianes1, processos moleculars i
cel·lulars, nanomedicina i medicina computacional així com la seva translació a la pràctica
clínica amb especial interès en medicina personalitzada, càncer, malalties estranyes,
metabòliques i deteriorament cognitiu i funcional.
Imatge 21. CNIO.
1. és una cèl·lula que bàsicament serveix per a rebre una substància determinada.
Les cèl·lules mare i la medicina regenerativa
Institut Bernat Metge
43
També n’hi ha d’altres com Tercel, que és una agrupació d’universitats, hospitals i altres
centres d’Investigació a nivell nacional, és a dir, per a tota Espanya. Un altre centre seria la
Fundació per a la investigació biomèdica del Hospital Gregorio Marañon, és a Madrid i es
un centre que per excel·lència destaca per la seva dotació tecnològica. El centre Cabimer és
una institució andalusa que treballa en la branca de la biologia molecular i la medicina
regenerativa amb cèl·lules mare, que està associat amb el Banc Andalús de cèl·lules mare a
Granada.
9.3.Al món
Centre for Stem Cell Research (CSCR)
CSCR és una unitat de inStem a Bangalore. Es tracta d’una col·laboració entre el Departament
de Biotecnologia del Ministeri de Ciència i Tecnologia del Govern de l’Índia i Christian Medical
Collage, Vellore. El seu objectiu és utilitzar a ciència de cèl·lules mare per entendre millor les
malalties humanes i per última instància el desenvolupament de teràpies basades en cèl·lules
d’alguns d’ells.
El CSCR és un edifici de 41000 peus quadrats, de tres plantes que albergà a uns 10
investigadors principals i els seus respectius equips. El centre compta amb laboratoris
modulars equipades per a la investigació en biologia cel·lular i molecular i l’espai bàsic per a
l’equip compartit.
Està dissenyat per donar cabuda a la perfecció els canvis en les direccions científiques i
programàtiques al llarg del temps. El disseny és hexagonal amb la part interna que és el nucli
del edifici envoltat per laboratoris individuals, la zona d’oficines, sales de reunions i una
biblioteca.
En col·laboració am el professorat d’altres departaments CMC, la iniciativa del CSCR permetria
la participació significativa entre els científics bàsics i clínics destinats a accelerar la traducció
Imatge 22. CIPF.
Les cèl·lules mare i la medicina regenerativa
Institut Bernat Metge
44
biomèdica de la investigació amb cèl·lules mare i la medicina regenerativa. La instal·lació dels
animals de laboratori es troba al soterrani de l’edifici.
UCLA, Broad Stem Cell Research Center
La UCLA Broad Stem Cell Research Center (BSCRC) està al cim de la transformació de
l’atenció al pacient a través del desenvolupament de teràpies basades en cèl·lules mare
personalitzades per a una àmplia gamma de malalties. El seu compromís amb la innovació i la
col·laboració interdisciplinària remodela contínuament i s’expandeix la cultura de l’exploració
científica de la UCLA i es posiciona com un líder en el camp. Fundada al 2005, son un dels
programes més joves i de més èxit a Califòrnia.
El Broad Stem Cell Research Center serveix com a punt focal per a la col·laboració científica i
els recursos compartits. Creuen que la provisió de la seva facultat amb la més avançada
tecnologia accelerarà el desenvolupament de noves teràpies basades en la genètica i en la
tecnologia molecular. Aquesta organització tenen instal·lacions d’última generació que
permeten la investigació tan especialitzada com el modelatge informàtic, químic sintètic,
instrumentació analítica, i biologia cel·lular i animal.
L’amplitud de les investigacions que es realitzen en el BSCRC és de gran abast i busca portar
els descobriments d’investigació bàsica del laboratori a la clínica. Els seus programes de
recerca inclouen aturar la teràpia immune cel·lular del càncer i el VIH, les malalties
neurodegeneratives i la reparació, la diabetis, el transplantament d’illots i altres trastorns
metabòlics, la reparació cardíaca, malalties genètiques amb medul·la òssia i transplantaments
de cèl·lules mare, la reparació i regeneració de múscul-esquelètic.
Imatge 23. CSCR.
Les cèl·lules mare i la medicina regenerativa
Institut Bernat Metge
45
A més d’aquests centre ja esmentats hi ha més. A Europa hi ha el Center for regenerative
medicine (MRC) que està al Regne Unit, i el seu objectiu és buscar la cura per a malalties
degeneratives com el Parkinson. Fora de Europa trobem tres centres molt importants als Estats
Units, el Salk Institute for biological studies, el CIRM (Califòrnia) i la fundació Bedford stem
cell a Massachussets. Totes tres són centres que treballen en busca de les aplicacions per a
les cèl·lules mare totes tres tenen departaments comuns la qual cosa comparteixen
coneixements i subvencions per dur a terme més favorablement els nous descobriments. Al
Brasil està el Red Nacional de Terapia Celular (RNTC) pioner en aplicar aquestes teràpies
mèdiques a humans i en estudiar el seu progrés. I per últim hi ha una fundació molt important a
Australia la National Stem Cell Foundation associada a importants empreses farmacèutiques
d’Austràlia.
Imatge 24. UCLA.
Les cèl·lules mare i la medicina regenerativa
Institut Bernat Metge
46
10. ARTICLES RELACIONATS
Durant la meva recerca he trobat articles interessants i relacionats amb les cèl·lules mare, la
medicina regenerativa, la legislació... Per tant, vaig decidir fer un resum de les noticies o
articles més importants.
Article de La Vanguardia, 2005.
Aquest article en el que el Papa Joan Pau II condemna el clonatge del primer
embrió humà, mostra la posició extremista i negativa que té l’església i les
associacions religioses davant l’ús dels embrions humans en la medicina
regenerativa. Consideren que és una amenaça per a la vida i que tenen el mateix
dret que un organisme adult.
Entrevista a Arthur Kornberg en El Periódico, 2001
En aquesta entrevista Arthur Kornberg, un americà que va guanyar el
premi Nobel de medicina pel descobriment de la biosíntesis del DNA,
parla de la possibilitat de la immortalitat a causa dels nous
descobriments sobre l’envelliment gràcies a les cèl·lules mare. Però
que és poc probable.
Entrevista al Dr. Alain Fischer en la Revista Innovació i ciència, 2002.
Les declaracions d’aquest doctor mostren gran il·lusió però a la
vegada aferrat racionalment “els resultats són encara modestos”, amb
la teràpia gènica i creu que és la gran solució a moltes malalties
hereditàries. Es partidari de la investigació amb cèl·lules mare però
sobretot declara que han de tenir molta cura i que cal ser molt estricte
ja que reconeix que a més de ser un gran potencial per la capacitat
que tenen de la formació de nous teixits, és perillós el tema de la
clonació reproductiva i que es poden crear mercats il·legals d’oòcits.
Les cèl·lules mare i la medicina regenerativa
Institut Bernat Metge
47
Article publicat al País, 2002.
En aquest article es pot comprovar que la teoria de la creació
d’òrgans a la carta és suficient senzilla com per aquí a pocs anys
sigui una realitat comprovable. Un dels beneficis que destaquen
és el fet de l’escassetat d’òrgans, que amb aquest mètode no en
seria un problema.
Article publicat a la revista Medicina segle XII, 1996.
En aquest article es parla de que en el Codi Penal espanyol
es castiga de sis a deu anys de presó a aquelles persones
que fecundin òvuls humans. I la clonació reproductiva es
castiga amb la mateixa pena. Al Regne Unit en canvi és legal
aquestes tècniques excepte la clonació reproductiva.
Article a La Vanguardia, 2001
En aquest article expliquen que un grup d’investigadors
van escriure una missiva al llavors president del govern,
José María Aznar, demanant que aprovi i que doni
suport econòmic a la investigació amb cèl·lules mare.
Les cèl·lules mare i la medicina regenerativa
Institut Bernat Metge
48
II. PART PRÀCTICA
Després de fer les corresponents recerques per escriure la part teòrica del treball, vaig decidir
visitar un parell d’institucions per veure com treballaven en la recerca professionalment.
La visita a aquest centres va resultar encara més sorprenent del que m’havia imaginat ja que
vaig conèixer com treballaven de primera mà i per això vaig poder entendre el funcionament
d’un laboratori i també conèixer com es fa un cultiu cel·lular. A més vaig poder utilitzar les
sorprenents màquines, microscopis i altres aparells.
1.ESTADA AL PARC CIENTÍFIC
1.1.Projecte: Recerca a Secundària
El Programa Recerca a Secundària agafa estudiants de primer de batxillerat que hagin d’iniciar
el seu Treball de Recerca (TR). Amb aquest programa els ofereix la possibilitat de realitzar una
part pràctica en els laboratoris del PCB tutelats per un investigador que, a més, les assessorarà
en el transcurs de l’elaboració del treball. Aquest programa té la ajuda de la Fundació
Catalunya- La Pedrera.
A més de comptar amb la ajuda del tutor del Parc Científic de Barcelona, els estudiants de
secundària també disposen de la tutela del seu professor de secundària, que és el màxim
responsable del projecte. Per un altre costat, els tutors del PCB també disposen del
assessorament d’un investigador universitari i professor de secundària que actua com a
coordinador.
Finalment, el projecte inclou amb l’entrega de 3 premis ( a compartir entre els estudiants i els
IES) als millors treballs d’investigació i es presenten en un estand en la Feria Investigació en
Directe.
Per participar en el programa primer la meva tutora, Elisa Fabregat, va haver d’assistir a una
reunió informativa que va tenir lloc al maig en el PCB. En aquesta reunió es va informar sobre
el funcionament del programa, així com de les àrees temàtiques del investigadors tutors. Un
cop informats i decidits a participar havien d’enviar una sèrie de documents; l’expedient
acadèmic de ESO i primer i segon trimestre de primer de Batxillerat, una carta de recomanació,
una carta de motivació i un formulari d’inscripció.
Dues setmanes després vaig ser admesa per poder participar en aquest projecte en el tema de
Medicina regenerativa, molecular i mecanobiologia, que era la temàtica que més s’adaptava al
meu treball. Vaig assistir a una primera reunió per a que em designessin un investigador.
Les cèl·lules mare i la medicina regenerativa
Institut Bernat Metge
49
1.2.Parc Científic de Barcelona
El Parc Científic de Barcelona (PCB) està ubicat a la ciutat de Barcelona, capital de Catalunya,
al centre d’una de les àrees econòmiques més dinàmiques del sud d’Europa.
El PCB té com a missió gestionar de forma eficaç i eficient els espais que la Universitat de
Barcelona ha assignat per desenvolupar el seu parc científic i oferir serveis de qualitat als seus
clients i usuaris que facilitin la transferència de coneixement entre l’entorn universitari i de
recerca i el món empresarial. El PCB va ser impulsat per la Universitat de Barcelona a mitjans
dels anys 90 i institucionalitzat l’any 1997. Institucionalment, el PCB és una fundació privada,
sense ànim de lucre, formada per; la Universitat de Barcelona, la Generalitat de Catalunya i
l’Ajuntament de Barcelona, altres institucions públiques i entitats financeres.
1.3.Treball experimental
La meva estada va consistir en 20 dies en l’estiu 2014 en el laboratori del Dr. Zorzano del IRB
dins del PCB, junt amb la meva investigadora tutora, Montserrat Romero.
Imatge 25. Jo, treballant al laboratori.
Les cèl·lules mare i la medicina regenerativa
Institut Bernat Metge
50
Imatge 28. Adipòcit
La pràctica consistia en aprendre a fer un cultiu cel·lular per a la diferenciació de les cèl·lules
del teixit adipós i passar del preadipòcit a adipòcit.
-Vam descongelar els preadipòcits que estaven a -80ºC en uns criotubs,
primer els vam posar en un bany a 37ºC, després en un tub Falcon amb 4ml
de medi de creixement i el vam introduir en un rotor equilibrant amb un altre
tub Falcon amb aigua a la mateixa alçada i el rotor a 1300rpm. Això ens va
permetre aspirar el medi de creixement, amb una bomba de buit, sense
emportar-nos les cèl·lules que gràcies al rotor han sedimentat al fons del tub Falcon.
- Quan només vam tenir les cèl·lules li vam afegir 4ml de medi de proliferació, que contenia
500ml de medi, antibiòtic i calfserum (CCS), per a que les cèl·lules es reproduïssin més
ràpidament. Les cèl·lules amb el nou medi les vam sembrar de dues maneres diferents, en un
flascó de cultiu i en plaques petites.
-Dos dies després vam fer una foto al dia 0 de la diferenciació per poder observar una perfecta
proliferació que havíem aconseguit, al microscopi es veia perfectament que havia incrementat
el nombre de cèl·lules.
-Aquest mateix dia vam canviar el medi per el medi de diferenciació 1, que conté FBS, insulina,
dexametasona, IBMX i antibiòtic i a les 24h, és a dir, dia 1 de la diferenciació li vam fer una
altre fotografia de la imatge del microscopi.
-Li vam tornar a canviar el medi per el medi de diferenciació 2, que conté FBS, insulina i
antibiòtic i a les 72h, és a dir, al dia 3 de la diferenciació vam tornar a fer una fotografia amb la
intenció de comparar les etapes de la diferenciació.
-Per tercera vegada li vam canviar el medi per el medi de diferenciació 3, que
només conté FBS i antibiòtic sempre per evitar una possible contaminació.
-I també vam fer una fotografia al dia 4 de la diferenciació.
Imatge 26. Preadipòcit
Imatge 27. Es pot observar com s’està dividint ja que té dos nuclis.
Les cèl·lules mare i la medicina regenerativa
Institut Bernat Metge
51
Imatge 29. Les proteïnes que s’activaran al introduir aquests compostos.
Imatge 30. Plantejament des del dia -2 al 8
-Vam esperar tot el cap de setmana i al dia 7 de la diferenciació vam fer una fotografia on ja es
veia perfectament els adipòcits totalment diferenciats.
Metodologia
Les cèl·lules mare i la medicina regenerativa
Institut Bernat Metge
52
Quan les cèl·lules ja estaven diferenciades, en aquest cas, el dia 7 de la diferenciació, les vam
tenyir amb la tècnica Tinció Oil Red O, que s’utilitza per tenyir els triacilglicerols de cèl·lules
fixades. La seva visualització es realitzà a través d’un microscopi òptic amb contrast de fases.
-Primer vam fixar les cèl·lules amb paraformaldehid al 4%.
-Després de la fixació vam rentar la placa tres vegades amb PBSx1 per eliminar les restes de
paraformaldehid al 4%.
-Vam fer un rentat molt ràpid (15-20segons) amb isopropanol al 65%.
-I vam tenyir les cèl·lules durant 15-30 minuts amb la solució sobresaturada de Oil Red O en
isopropanol al 65% prèviament filtrada, que és una solució amb una fàcil precipitació.
-Transcorregut aquest temps vam fer un altre rentat ràpid amb el isopropanol al 65% (15-20
segons).
-Finalment vam realitzar una sèrie de rentats amb aigua destil·lada i la vam deixar per fer les
observacions al microscopi.
-Així es veia a ull nu:
Per últim vaig aprendre a congelar les cèl·lules sense que el canvi de temperatura afectés a la
membrana plasmàtica de la cèl·lula.
-Primer vam netejar amb PBSx1 els preadipòcits.
-Després li vam afegir Tripsina, que serveix per aixecar les cèl·lules del flascó de cultiu sense
trencar la membrana plasmàtica i evita que es formin cristalls.
-Finalment preparem les cèl·lules amb un medi de congelació, que conté 10ml, 1ml de DMSO i
9ml de medi de proliferació.
-I es posa en els criotubs i en una capsula especial amb alcohol al congelador per a que la
congelació sigui més lenta.
Imatge 31. Visió a ull nu.
Les cèl·lules mare i la medicina regenerativa
Institut Bernat Metge
53
1.3.1.L’experiment
1 Descongelar preadipòcits
preadipòcit
CULTIU I DIFERENCIACIÓ PREADIPÒCIT/ADIPÒCIT
criotubs
80ºC
37ºC
Tub
Falcon
+ 4ml medi de creixement
1300rpm
5’
cèl·lules
aspirar medi
+ medi de proliferació
500ml medi, antibiòtic i
Calfserum
flascó de cultiu
sembrar els preadipòcits
0h 24h 72h
96h 8d
INICIAR LA DIFERENCIACIÓ
Les cèl·lules mare i la medicina regenerativa
Institut Bernat Metge
54
2 Congelar preadipòcits
a) Rentar amb PBS 1x
b) TRIPSINA per aixecar les cèl·lules del flascó, però sense trenar la membrana.
c) Medi de congelació
-DMSO
-medi de proliferació
foto d7 TINCIÓ OIL RED O adipòcit
1ml DMSO
+
9ml medi
Les cèl·lules mare i la medicina regenerativa
Institut Bernat Metge
55
*Fotografies diàries fetes al microscopi del Parc Científic de Barcelona
Les cèl·lules mare i la medicina regenerativa
Institut Bernat Metge
56
3 Western Blot
Setmanes després amb les mostres de 0h, 24h, 72h, 96h i 8 dies, congelades a -20ºC, les vam
descongelar de manera que es va trencar la membrana plasmàtica pel canvi de temperatura.
Per poder dur a terme el Western Blot, o inmunoblot, una tècnica que consisteix en fer córrer
un extracte proteic animal mitjançant uns gels que preparen segons la proteïna que ens
interessi. En els gels analitzarem les concentracions de proteïna PPARᵧ1, que és la que trobem
en els adipòcits diferenciats. La línia cel·lular amb la qual treballem és 3T3-L1. Un Western és
un procediment que té una durada de dos dies sempre que no es produeixi cap error.
Un Western consta de diverses fases la primera de les quals és la preparació del gel mitjançant
uns motlles especials. Aquests gels estan formats per dues substancies: una mescla de
substancies que preparen allà més una altra substància anomenada APS+TEMED que fa que
la primera substància polimeritzi, és a dir, que la converteixi en gel.
En un gel de Western podem distingir dues fases, la primera que rep el nom de “ranning” és la
fase inferior on correrem les proteïnes; depenen de la concentració del gels i segons la mida de
les proteïnes aquestes ocupen una determinada posició al gel. La segona fase anomenada
“staking”, és la fase on s’aplica la mostra de teixit disgregat per analitzar i en aquesta fase
abans d’afegir la substància polimeritzant, es posen una mena de pinces per crear pous on
posteriorment col·locarem les nostres mostres.
Imatge 32. El gel del Western Blot abans de polimeritzar.
1. peroxisome proliferator
Les cèl·lules mare i la medicina regenerativa
Institut Bernat Metge
57
Els gels del Western triguen tant sols uns minuts en polimeritzar, però com que encara s’han de
preparar les mostres proteiques que introduirem als pous del gel, introduirem en unes cubetes
amb una solució d’aigua i buffer per tal de que el gel es mantingui amb la mateixa forma.
La segona fase del Western consisteix en preparar les mostres que introduirem als pous.
Seguint els passos següents:
-El trencament de la membrana plasmàtica permet aquesta tècnica i per assegurar-nos del seu
trencament afegim un tampó lisis (40μl), que conté bàsicament detergents SDS i servirà per
trencar totalment la membrana plasmàtica.
Imatge 33. Es poden apreciar els pous formats gràcies a les pinces.
Imatge 35. Els gels dins del buffer. Imatge 34. Els gels dins del buffer.
Les cèl·lules mare i la medicina regenerativa
Institut Bernat Metge
58
Imatge 36. Tècnica ELISA, es pot veure que quan avança la diferenciació, és a dir, al vuitè dia té un color més obscur ja que hi ha més quantitat de proteïna.
-Després freguem les plaques per extreure les proteïnes i les dipositem en un eppendorf.
-Quan el tenim al eppendorfel posem 30 segons a 4ºC i el posem en el rotor a 13.000rpm.
-Cadascuna posseeix una concentració proteica diferent quantificada prèviament, i per tant
necessitem diferents quantitats d’aigua per tal de poder diluir més o menys el tampó de càrrega
que ajudarà a disgregar i desnaturalitzar les proteïnes. Per a que les proteïnes es
desnaturalitzin de manera que perdin la seva estructura normal, hem l’augmentar la
temperatura a uns 95ºC, afegir SDS, i substàncies com el mercaptoetanol o ditiotreitol que
trenquen ponts (-S-S-). Aquest mètode que veiem a la imatge és el ELISA, que és una tècnica
bioquímica que es basa en l'ús d'antígens o anticossos marcats amb un enzim, de manera que
els conjugats resultants tinguin activitat tant immunològica com enzimàtica. És necessari que
un dels components (antigen o anticòs), en aquest cas em fet servir l’anticòs HRP, estigui
marcat amb un enzim i insolubilitzat sobre un suport (immunoabsorbent) per tal que la reacció
antigen-anticòs quedi immobilitzada i d'aquesta manera pugui ser mesurada fàcilment
mitjançant l'addició d'un substrat específic que, en interaccionar amb l'enzim, produirà un color
visible a simple vista i quantificable mitjançant l'ús d'un espectrofotòmetre o un colorímetre.
Gràcies a la tonalitat del color en relació amb la concentració podrem saber la quantitat del
buffer* que necessitem, un buffer compost per les proteïnes, aigua i SB (colorant + agent
desnaturalitzant).
Les cèl·lules mare i la medicina regenerativa
Institut Bernat Metge
59
-Un cop tenim les quantitats adients, 50μg de proteïnes, preparem les mostres que aniran als
“pouets” per fer la electroforesi.
A la tercera fase, mentre esperem que bullin els tubs, comencem a preparar la electroforesis*.
-Primerament extraiem els gels de la cubeta amb el buffer i els introduïm en una nova cubeta
amb buffer especial d’electroforesi.
-A continuació col·loquem els gels a la cubeta de l’aparell i l’omplim dins a la meitat amb el
buffer d’electroforesis, aquest buffer és una solució especial que permet el pas del corrent
elèctric. A més a més cal netejar els pous del gel amb el buffer d’electroforesis i l’ajuda d0unes
pinces especials.
-A continuació tornem a centrifugar les mostres proteiques perquè després de bullir-les queden
gotes d’aigua a la part superior del eppendorf. Seguidament carreguem els pous (20μl per cada
un).
-Finalment omplim la cubeta que conté els gels amb el buffer d’electroforesis fins a la marca
indicada, tanquem l’aparell i el programem perquè vagi a 150W durant 90 minuts i a 120W
durant uns altres 90 minuts.
-Comprovem que funciona, si es veuen unes bombolles indica que el corrent a començat a
circular.
El SDS aporta carregues negatives que provoquen que les proteïnes vagin caient cap al ànode
(+) i es distribueixen en el gel acord amb el seu pes molecular. A més, aquest gel té una funció
de xarxa que no deixa travessar les proteïnes més grans sinó que es queden enganxades i
baixen només les més petites.
Imatge 37. Electroforesi.
Les cèl·lules mare i la medicina regenerativa
Institut Bernat Metge
60
Imatge 38. Esquema de l’electroforesi.
Passades les tres hores i gràcies a l’actuació del camp elèctric creat per la electroforesis, les
proteïnes quedaran distribuïdes en carrils segons la seva mida (com es pot veure a la imatge
31).
El següent pas és la transferència a la membrana de nitrocel·lulosa, és a dir, preparar un
sandwich les proteïnes separades per la mida es transfereixen des del gel fins aquesta
membrana artificial, gràcies un altre vegada a la càrrega negativa de les proteïnes.
-Tallem quatre rectangles de cartró gruixut especial i tallem quatre seccions de paper especial
Hybond-P que reté les proteïnes a la membrana.
-Traiem els gels de la màquina i amb l’ajuda d’una espàtula desemmotllem els gels,
posteriorment retirem la part dels pous del gel e manera que únicament conservem la fase
ranning.
-Submergim els gels en unes cubetes amb transfer IX, una substancia necessària per tal de
poder transferir les proteïnes del gel a la membrana sense que pateixin cap modificació.
-Preparem cinc cubetes, una amb metanol i les altres quatre amb aigua. Seguidament passem
cadascuna de les quatre membranes per la cubeta amb metanol per activar-les i després les
deixem reposar durant uns cinc minuts en aigua.
-Tornem a mullar els cartrons i les membranes en transfer IX durant deu minuts.
-Ara ja, podem començar a muntar el “sandwich”. Aquesta és la seva disposició; capa de
cartró, paper de membrana a sobre i a sobre la membrana el gel amb la cara de les proteïnes
tocant la membrana.
Les cèl·lules mare i la medicina regenerativa
Institut Bernat Metge
61
-Finalment, eliminem les possibles bombolles amb transfer IX. Aproximadament la transferència
triga uns trenta minuts.
-Preparem una solució de bloqueig del 5% de llet desnatada que aplicarem a les membranes.
(Les proteïnes de la llet bloquegen les unions inespecífiques que podrien produir-se al introduir
l’anticòs primària, és a dir, que impedeix que l’anticòs primari s’uneixi a proteïnes que no són
del nostre interès).
-Col·loquem la llet amb TBS en un vas de precipitats amb un iman que facilitarà el treball de
l’agitador que ajuda a remoure la solució.
-Trenta minuts després, la transferència està completa. Aboquem la solució de bloqueig en
unes cubetes i introduïm les membranes.
-Col·loquem les cubetes sobre un agitador i les deixem durant una hora.
Les cèl·lules mare i la medicina regenerativa
Institut Bernat Metge
62
El tercer pas, és la incubació amb els anticossos específics. Un cop la solució de bloqueig ha
actuat ja podem introduir l’anticòs.
-Fabriquem una bosseta de plàstic transparent i introduïm la membrana juntament amb
l’anticòs primari*. L’anticòs ha d’estar diluït en una solució de llet i centrifugat uns cinc minuts.
Naturalment la cara de les proteïnes ha d’estar en contacte amb aquest anticòs.
-Finalment el deixem reposar durant tota la nit a la nevera a uns sis graus.
Al dia següent es separa l’anticòs primari (es pot tornar a utilitzar) i em de fer diversos rentats
amb TBS, aproximadament tres, i cadascun durant uns deu minuts.
-Després dels rentats col·loquem l’anticòs secundari, un procés molt semblant al de l’anticòs
primari. Encara que aquesta vegada deixarem les bossetes a temperatura ambient sobre
l’agitador durant una hora. I finalment tornem a rentar amb TBS.
L’últim pas del Western Blot consisteix en elaborar uns films de radiografia amb un cassette
especial i una màquina que revela les membranes. El procediment és molt simple i es duu a
Imatge 40. Sandwich
Imatge 39. Esquema de la transferència de les proteïnes a la membrana de nitrocel·lulosa.
Les cèl·lules mare i la medicina regenerativa
Institut Bernat Metge
63
terme en una cambra molt fosca especial de revelatge, igual que es feien amb les fotografies
antigament. Si fem el revelatge en una cambra on hi hagi llum, com les plaques de films són
molt fotosensibles a la llum solar o als fluorescents, sortiria la imatge malament. Els passos són
els següents:
-Barregem dos líquids; el luminal per a la màquina i el substrat de la peroxidasa en iguals
quantitats, per a que els substrat del revelatge reaccioni.
-Fixem les membranes sobre un film transparent de plàstic especial amb la cara de les
proteïnes cap amunt.
-Avoquem el líquid preparat sobre el film per assegurar-nos que aquest cobreix totes les
membranes i no queden bombolles. Seguidament cobrim la preparació amb un altre film.
-Esperem cinc minut per a que el líquid reaccioni amb l’anticòs.
-Eixuguem el líquid restant amb cura i fixem el film transparent amb les membranes a l’interior
del cassette.
-Ja dins la sala de revelatge,obrim el cassette i col·loquem el film de radiografia sobre el film
transparent. Tanquem el cassette durant el temps que ens interessi segons la proteïna que
estiguem buscant i seguidament introduïm el film de radiografia a la màquina per obtenir el
revelatge .
Imatge 41. Cassette
Les cèl·lules mare i la medicina regenerativa
Institut Bernat Metge
64
-Deixem assecar el film obtingut i fem totes les revelacions necessàries amb el temps que
correspongui.
-I finalment hem d’analitzar els resultats i treure’n conclusions. Com és veu en la imatge,
podem corroborar que hi ha l’existència d’aquesta proteïna (PPRAγ) en els adipòcits. Sobre tot,
podem veure clarament que a mesura que la cèl·lula es va diferenciant, s’observa que la
proteïna cada vegada està més expressada. I que gràcies al “Multicolor Broad”, una escala de
colors que et permet comparar després de fer la electroforesi i saber quin és el seu pes
molecular, en aquest cas, aproximadament 42.
Imatge 42. Films.
Imatge 43. Esquema de la revelació fotogràfica.
Les cèl·lules mare i la medicina regenerativa
Institut Bernat Metge
65
1.3.2.Material de laboratori
Imatge 44. Resultat del Western Blot, film revelat en 30’’.
Imatge 45. Resultat del Western Blot, film revelat en 1’. Surt una mica cremada ja que ha estat massa temps a la màquina de revelatge.
Les cèl·lules mare i la medicina regenerativa
Institut Bernat Metge
66
CLASSIFICACIÓ MATERIAL FOTOGRAFIES
Material d’ús general
-graella
-Espàtula
-Placa de Petri
-Guants de làtex
Material per a
contenir substàncies
-Flascó rentador
-Matràs Enlenmeyer
-Vas de precipitats
-Agitador magnètic
-Tub d’assaig
- Eppendorf i tub Falcon
-Criotubs
-Plaques de cultiu
Les cèl·lules mare i la medicina regenerativa
Institut Bernat Metge
67
Material per mesurar
volums
-Pipeta
-Micropipeta
-Proveta
-Balança analítica
-Embut
-Embut de decantació
Laboratori on vaig treballar
Les cèl·lules mare i la medicina regenerativa
Institut Bernat Metge
68
2.VISITA AL CENTRE DE MEDICINA REGENERATIVA DE BARCELONA
2.1.El centre
El CMRB, Centre de Medicina Regenerativa de Barcelona, és una institució de recerca
cofinançada per la Generalitat de Catalunya i el Ministerio de Economía y Competitividad. Va
ser creada amb la finalitat de posar en pràctica projectes biomèdics innovadors en l’àmbit de
les cèl·lules mare, la regeneració i el desenvolupament embrionari.
E lCMRB es troba al Parc de Recerca Biomèdica de Barcelona (PRBB). El modern edifici del
PRBB està situat a la platja de la Barceloneta, entre l’Hospital del Mar i el Port Olímpic de
Barcelona.
El centre consta d’un Centre d’Investigació que gaudeix del suport d’una Plataforma Tècnica i
també es el node a Catalunya del Banco Nacional de Líneas Celulares. El director del centre és
l’investigador Ángel Raya.
Si bé en uns inicis el CMRB va ser un centre pioner en la investigació amb cèl·lules mare
embrionàries, des de l’any 2008, el Centre ha centrat els seus esforços en el camp de les
cèl·lules mare de pluripotència induïda (iPS), que ofereixen avantatges respecte a les anteriors.
A dia d’avui el CMRB és un referent mundial en la generació de cèl·lules iPS pacient-
específiques per al modelatge de malalties d’origen genètic in vitro.
Imatge 46. Edifici del CMRB
Les cèl·lules mare i la medicina regenerativa
Institut Bernat Metge
69
2.2.Xerrada
Sessió informativa dirigida per la doctora Eva Mejía, responsable del Programa RegeneraTor.
Va tenir lloc el 26 de Juny de 2014 a la Sala Seminari CMRB, planta 8.
La xerrada va estar guiada per una sèrie de diapositives interactives en les que presentaven el
propi Centre de Medicina Regenerativa de Barcelona, una amplia explicació sobre les cèl·lules
mare i la teràpia cel·lular, altres usos que podrien tenir les cèl·lules mare i els models d’animals
de regeneració que hi tenen.
2.3.La visita
Sala de cultius cel·lulars
Les fotografies estan fetes darrere d’un vidre ja que a dins estan en unes condicions d’esterilitat
altes. Dins la cambra hi ha una pressió negativa. A l’esquerre podem veure les estufes de
cultiu i a la dreta les campanes on podem obrir les plaques o els flascons sense cap mena de
perill per una possible contaminació ja que per l’obertura on fiquem les mans hi ha una barrera
d’aire. Tot el material ve estèril i etiquetat.
Les cèl·lules mare i la medicina regenerativa
Institut Bernat Metge
70
Sala de criogènia
La sala de criogènia1 consta de diverses neveres i un tanc de nitrogen a -83ºC. Allà
emmagatzemen totes les línees cel·lulars. Per motius d’organització es rotula tot el material
introduït en el tanc o en les neveres i s’apunta en les llistes que hi ha a l’exterior. Aquesta sala
té un termòstat que en cas de que la sala es quedi sense oxigen dispararia una alarma per
avisar a les persones que hi han interior.
Laboratori de Biologia Molecular
1. tècniques utilitzades per enfredar a la temperatura de ebullició del nitrogen o s temperatures encara més baixes.
Les cèl·lules mare i la medicina regenerativa
Institut Bernat Metge
71
Consta de varies poyates1,on en cada una treballa una persona. Normalment en el laboratori
de biologia molecular s’encarreguen de canviar el medi a les cèl·lules, preparar-les per a la
seva congelació i descongelar-les sense que la membrana plasmàtica de la cèl·lula pateixi pel
canvi de temperatura.
Unitat d’histologia
En la unitat d’histologia2 preparen les mostres per ser observades posteriorment. Primer han
de fixar el teixit amb parafina3, i així poder fer uns talls micromètrics amb l’aparell que surt a la
segona fotografia, que es el micròtom. Després posar el tall en amb un portaobjectes i un
cobreobjectes, escriure en la part blanca del cobreobjectes la línea cel·lular que es, el tipus de
teixit...
Unitat de microscòpia
1. taula del laboratori.
2.ciència que estudia el camp del teixits.
3.fixador.
Les cèl·lules mare i la medicina regenerativa
Institut Bernat Metge
72
La unitat de microscòpia esta constituïda per microscopis i per ordinadors. Després de la
preparació de la mostra cal estudiar-la a partir de la seva observació. Per això els ordinadors
estan connectats als microscopis, a partir d’un programa anomenat “Cell” que permet tenir la
mateixa definició de la imatge augmentada igual que com es veu en el microscopi. També
podem obtenir fotografies de la observació.
Les cèl·lules mare i la medicina regenerativa
Institut Bernat Metge
73
3.ENQUESTA
3.1.Objectius
L’objectiu de l’enquesta és saber si la societat actual té coneixements bàsics sobre medicina
regenerativa. El qüestionari consisteix en una sèrie de preguntes que serveixen per demanar
les opinions a la ciutadania sobre diferents temes relacionats amb el meu treball. He volgut
tenir en compte característiques de les persones entrevistades com, el sexe, l’edat i el nivell
d’estudis, ja que un dels objectius és esbrinar si hi ha diferències en la opinió de cada un
d’aquests grups. No conservo cap informació que permeti la identificació de les persones que hi
ha participat.
L’enquesta ha sigut realitzada per unes 40 persones de les quals 18 eren homes i 22 dones, 18
persones menors de 40 anys i 22 majors de 40 anys. També hi ha 17 adults amb estudis
bàsics, 13 amb estudis superiors i 10 estudiants de secundària.
En l’enquesta es plantejaven 13 preguntes sobre les cèl·lules mare i temes relacionats com la
donació d’òrgans i l’ús d’embrions.
3.2.Preguntes i respostes
Aquesta enquesta consisteix en 13 preguntes sobre les famoses cèl·lules mare. Aquest
qüestionari em facilitarà tenir una estadística per al meu treball de recerca. Per fer-ho segueix
les indicacions següents:
-Llegiu les preguntes amb atenció.
-La explicació ha de coincidir aproximadament amb les respostes de sota. Si coincideix és un
“si” si no és un “no”. Si no es sap la pregunta , llegeix-la al full de resposta i continua amb la
resta del qüestionari.
-Recordeu que és per fer una estadística, per tant, és anònim i ha de ser rigorós i fiable, digueu
la veritat.
Edat:
Sexe:
Estudis:
1.Saps que són les cèl·lules mare?
2.Tens coneixement de les classes de cèl·lules mare que existeixen?
3.Per què tant d’interès en aquestes cèl·lules?
Les cèl·lules mare i la medicina regenerativa
Institut Bernat Metge
74
4. Quines aplicacions tindrien?
5. Ets donant d’òrgans?
6. Podrien utilitzar aquestes cèl·lules per substituir els transplantaments convencionals?
7. En quin estat es troben les investigacions actualment?
8. Quina diferencia hi ha entre una cèl·lula mare adulta i una embrionària?
9. Tens coneixement sobre la clonació terapèutica?
10.Alguns sectors com l’església consideren que equival a la destrucció d’un ésser humà, estàs d’acord amb la destrucció d’embrions per a la recerca?
11. Què diu la llei espanyola al respecte?
12.Coneixes el centre d’investigació de medicina regenerativa de Barcelona?
13. Utilitzes cremes “antiarrugas”, és a dir, cremes de regeneració dèrmica?
RESPOSTES MODEL
1.Són cèl·lules capaces de dividir-se de forma indefinida i transformar-se en diferents tipus de
cèl·lules especialitzades.
2.Embrionàries i adultes. També es poden classifica segons si són multipotents o pluripotents.
3.Podrien substituir cèl·lules ferides per determinades lesions o malalties per aquestes que
podrien generar teixits cel·lulars concrets. A més com tindria el mateix codi genètic no existiria
risc de rebuig.
4.Podrien reparar teixit ferit per curar malalties com el Parkinson i l’Alzheimer. En la diabetis, convertir-se en cèl·lules que produïssin la insulina i reparar cèl·lules cardíaques després d’un infart.
5.Si o no.
6.Si.
7.No està encara aplicat a humans. Però té un futur prometedor.
8. Les embrionàries s’originen a partir del embrió, en canvi les adultes es troben en diferents òrgans i teixits.
9.Crear un embrió per obtenir cèl·lules mare idèntiques a l’ésser clonat.
10. Si o no.
11.No està prohibit però té molts requisits que han de complir les autoritats de la recerca.
12.Si o no.
Les cèl·lules mare i la medicina regenerativa
Institut Bernat Metge
75
13.Si o no.
3.3. Resultats i conclusions
Edat Sexe Estudis 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
46 H Basic si no si si - si no no no si si si no
42 D Empresarial no no no no si si no no no si no si si
13 H 2ESO si no no no si si no si no - no si no
16 D 1BATXso si si si si si si no no no no no no no
16 D 1BATX hu si si si si si si no no no si no no no
30 H Dret si no si si no si no si si si no si si
17 D Informàtica no no no no si si no no no - no no no
17 H 1BATXcien si si si si no si no no si si no no no
75 D bàsic si no si si no si no - no si - si no
46 D terapeuta si si si si no si si no si si no no si
17 D 1BATXcien si si si si no si si no si si - no si
42 D Bàsic no no no no si si no no no si no si si
40 H Construcció si no si si - si no no no si si si no
18 D 1BATXso si si si si si si no no no no no no si
78 H bàsic no no no no no si no no no si no si no
65 D bàsic no no si no no si no si no - no si si
22 D Filologia no no no si si no No no si no si no si
35 H Caracterització no no si si no no si no no no no si no
71 H Basic si no si no no no no si no no si no No
15 D 3ESO si no si no si si no no no si no no no
56 D basic no no no no no si no no no no si no Si
64 D magisteri si si si si si si si si si si si si si
41 H basic no no si si - no no no no no si no no
18 H 2baxt Social si si si si no no si no no si si no No
24 D Economia no no no no si no no si si si si no Si
36 D geologa si no si si si no si no no no si No si
20 H basic si no si si no si no si si no no si no
44 H Físic si no si si si si no si si - no si no
72 D basic no no no no si no si no no - no no si
52 D Dret no No no no si no no si si no no no No
48 H Basic si no si si - si no no no si si si no
69 H Basic si no si no si si no si no no si no No
41 D basic no no si si no no no si no no si no si
49 H basic si no si si no si no no si no si no no
37 H Economia no no no no si Si no si no no si no Si
35 H Arquitectura no no no no - Si no si si No si no Si
47 D Filologia si no no si si no no si si no si no si
63 H Basic si no si no si si no si no no si no No
69 D Basic no no no no si si no si no - si no si
17 D 1baxtcien si si si si si si si Si si si si si si
Les cèl·lules mare i la medicina regenerativa
Institut Bernat Metge
76
Coneixement sobre que són les cèl·lules mare
En aquesta primera pregunta 24 persones han dit que sí (60%) i 16 que no (40%). Pel que fa al
sexe aproximadament és un 50%, és a dir, que en aquesta pregunta el sexe és indiferent.
Respecte l’edat veiem que dels 24 que sí ho saben, 15 tenen estudis superiors i 9 no, encara
així dels que no ho saben predominen els estudis bàsics.
Amb aquests resultats podem veure que la tècnica de regeneració amb cèl·lules mare és molt
moderna i que fa 20 anys no es coneixia. Segons la meva enquesta, actualment els menors de
30 anys són els més informats sobre les aplicacions i utilitats que tenen les cèl·lules mare ja
que en els llibres de text d’estudis superiors de la rama biosanitària parlen de la regeneració a
partir de cèl·lules. També actualment emeten molt programes científics basats en aquest tema,
com un molt conegut anomenat “Redes” de Eduard Punset.
Escassetat d’òrgans
Segons la meva enquesta, més de la meitat donaria els seus òrgans, encara així en moltes
ocasions no totes les demandes es poden complir, això demostraria que la clonació terapèutica
seria un gran pas per la disponibilitat d’òrgans. A més una gran part de les persones que van
dir que no a la donació d’òrgans era perquè pertanyen a una congregació o a una religió que
consideren que els transplantaments no són ètics. A més entre les respostes afirmatives n’hi
havia molts dubtes, és a dir, que aquest 55% no és molt fidedigne, a més podem ressaltar que
hi ha un predomini de respostes afirmatives entre les dones i els joves.
Menor de 30 anys
Si
No
entre 30 i 55 anys
Si
No
Superior als 55 anys
Si
No
Donació d'ògans
Si
No
Ns/Nc
80%
20% 50%
50%
70% 30%
%
55%
12%
33%
Les cèl·lules mare i la medicina regenerativa
Institut Bernat Metge
77
Imatge 47. Crema Dior.
Està d’acord la societat amb la destrucció d’embrions per a la recerca?
Aquesta enquesta demostra que en aquest tema es molt complicat d’encertar. Entren en
qüestió, independentment de les religions, el concepte embrió, si es considera vida o no. La
major part dels científics no consideren que ja sigui vida, però si que estan d’acord que allò si
no s’interromp seria un nou ésser viu.
Ús de productes cosmètics de regeneració dèrmica entre dones
Segons la meva enquesta, la gran majoria de dones utilitzen productes cosmètics i asseguren
que els van comprar amb el consell publicitari, que principalment apel·laven a la regeneració de
la pell. Al 2009 un producte de la reconeguda marca Dior va ser retirat del
mercat. Aquesta crema amb un preu molt abusiu, es venia amb el lema
“Eterna juventud”, i asseguraven que la regeneració dèrmica era increïble
perquè es treballava amb cèl·lules mare. Es va prohibir la seva venda
perquè provocava tumors ja que les cèl·lules proliferaven de manera
descontrolada. La marca Dior va ser multada i a partir d’aquest any les
marques que treballen amb la regeneració estan molt vigilades.
Embrions
Si
No
Ns/Nc
Cosmètica
Si
No
40%
45%
15%
26%
%
74%
Les cèl·lules mare i la medicina regenerativa
Institut Bernat Metge
78
III. CONCLUSIONS
Respecte a la hipòtesi plantejada al inici del treball, podem manipular les cèl·lules per a que
treballin per al nostre benefici?, podem dir que és certa des d’un punt de vista teòric, però
que és un camp en desenvolupament i penso que en un futur no molt llunyà si que serà
aplicable a molts dels camps de la medicina.
Per aquest motiu, per pura ignorància i novetat, vaig escollir aquest treball. Les conclusions que
he pogut extreure després de la realització, no només a partir de la part teòrica sinó també a
partir de la experiència personal adquirida a les visites, són les següents esmentades.
De la part experimental, puc concloure que a partir d’una cèl·lula indiferenciada (preadipòcit)
podem obtenir una cèl·lula completament diferenciada (adipòcit) mitjançant la tècnica del cultiu
cel·lular, com es va poder comprovar amb la tinció Oil Red O, que demostrava la presència de
lípids en aquesta cèl·lula i també mitjançant la tècnica Western Blot vaig poder comprovar la
presència d’una proteïna específica (PRRAγ) a les cèl·lules diferenciades. Paral·lelament vaig
descobrir l’increïble món de la investigació i les seves tècniques i protocols, la manera com
treballaven i l’autèntic treball que desenvolupen en un laboratori.
Per una altra banda, la meva recerca m’ha donat a conèixer l’existència de molts centres de
recerca biomèdics que treballen en aquest àmbit, la qual cosa he corroborat que la medicina
regenerativa està en ple desenvolupament tant a Barcelona com en la resta del món. Un
d’aquests és el CMRB, que vaig tenir l’oportunitat de visitar. També vaig descobrir, sense
sorpresa, que els Estats Units és pioner en aquesta branca de la biomedicina, però que encara
així a nivell nacional no es indiferent i que n’hi ha molts centres especialitzats i reconeguts
internacionalment.
A partir de les enquestes realitzades, puc afirmar que les noves generacions estan més
assabentades d’aquest tema que no pas la gent gran, ja que és un camp molt recent i en
l’educació obligatòria s’ensenya limitadament. En general puc dir que és un tema poc conegut
per la població però que cada vegada més, els mitjans de comunicació es fan eco dels nous
avenços i aplicacions de les cèl·lules mare.
En relació amb lo anterior dit, la importància de la medicina regenerativa he pogut comprovar
que en els darrers anys hi ha forces notícies relacionades amb aquest tema, en la premsa
escrita, en llibres divulgatius, en reportatges, etc. I també molt interès d’empreses
farmacèutiques i centres de recerca biomèdica en treure i obtenir resultats que fins i tot en
algunes ocasions ha donat lloc a publicacions falses i fraudulentes.
Les cèl·lules mare i la medicina regenerativa
Institut Bernat Metge
79
L’únic inconvenient que he trobat ha sigut el dilema de que per a l’obtenció de cèl·lules mare
hem de treballar amb embrions, que és un tema delicat i que està sotmès a moltes supervisions
de comitès ètics i en el qual la ideologia política i les creences religioses són protagonistes de
diferents discussions morals en cada país.
A nivell personal només puc concloure que ha estat una experiència positiva i molt constructiva,
que m’ha servit per adonar-me de la importància que tenen i tindran les cèl·lules mare. Sobre
tot m’ha agradat la part pràctica perquè m’ha ofert la possibilitat d’apropar-me a l’autèntic treball
d’investigació. He pogut entendre millor el funcionament del cos humà, he aprofundit els meus
coneixements de biomedicina, he aprés a com realitzar tècniques de laboratori per detectar
proteïnes, a fer cultius i a realitzar un seguiment exhaustiu a la diferenciació de cèl·lules del
teixit adipós.
En definitiva he pogut concloure que tot i els efectes secundaris a solucionar, la falta d’inversió
econòmica, les qüestions ètiques que planteja i el temps que encara trigarem en poder veure
les cèl·lules mare com una possible cura per a malalties degeneratives o com una “fàbrica”
d’òrgans cent per cent compatibles amb el pacient a l’abast de tothom, segons la meva opinió
la medicina regenerativa mitjançant cèl·lules mare és una de les millors apostes que la
humanitat pot fer per tractar nombroses malalties en un futur i que avui dia no tenen cura.
No sé exactament quant de temps haurem d’esperar per veure convertit tot això en una realitat
però si que sé amb certesa és que jo vull formar part de manera professional en un futur.
“El futuro en la terapia celular está en lograr establecer un diálogo con la célula”
Damián García Olmo.
Les cèl·lules mare i la medicina regenerativa
Institut Bernat Metge
80
BIBLIOGRAFIA
Llibres
BUENO, David. Òrgans a la carta. Barcelona: ed. Autor-Editor, 2005.
LÓPEZ GUERRERO, José Antonio. Células madre, la amdre de todas las células.
Madrid: ed. Hélice, 2003.
Dossiers
DIPUTACIÓ BARCELONA, dossier 29. Genoma, cèl·lules mare i transgènics. 2003.
CATALUNYA CAIXA, programa professors i ciència. Cèl·lules mare i medicina
regenerativa. Barcelona: CRMB
Articles
PÉREZ OLIVA, Milagros. “Cèl·lules mare sense embrions”. El País, 2007.
MACPHERSON, Ana. “Un gran avenç en cèl·lules mare, en dubte per frau”. La
Vanguardia, 2014.
B. GURDON, John. “El cirujano que hizo retroceder el reloj celular”. El mundo, 2012.
MIQUEL, Laia. “Cultivar cèl·lules al descobert”. Ciència, 2014.
NAVARRO, Núria. “Oblidin-se de la immortalitat!”. El Periódico, 2001.
LÓPEZ FERRADO, Mònica. “La teràpia gènica és molt nova i els resultats encara són
modestos”. Innovació i Ciència, 2002.
IZPISÚA BELMONTE, Juan. “La promesa de crear órganos a la carta”. El País, 2002.
MARTÍNEZ-CAMPOS, Maduixa. “El Codi Penal espanyol prohibiria una iniciativa com
la del govern britànic”. La medicina del segles XXI, 2005.
RIVERA, Alicia. “Destacados científicos piden a Aznar que se permita el uso de células
madre embrionarias para investigación”. La Vanguardia, 2001.
Reportatges
TV2. ¿Qué son las células madre? Bancos de cordón umbilical. 2013.
TVE REDES, Eduard Punset. Cómo curan las células madre? 2013.
TVE REDES, Eduard Punset. “Capítulo 265”. 2012.
Documents PDF
GLORIO, Roberto. El dilema ético de las células madre. UAB, 2013.
Les cèl·lules mare i la medicina regenerativa
Institut Bernat Metge
81
Webs d’Internet
Aspectes ètics.
<www.medicinabuenosaires.com/revistas/vol58-98/2/aspectoseticos.htm>
Centre de Medicina Regenerativa de Barcelona.
<www.cmrb.eu>
Cèl·lules mare (definició).
< www.es.wikipedia.org/wiki/C%C3%A9lula_madre>
Centre d’Investigació Príncipe Felipe.
<www.cipf.es>
Parc Científic de Barcelona
<www.pcb.ub.edu>
Centre Nacional d’Investigacions Oncològiques
< www.cnio.es/es/transparencia/index.asp>
Treball de Recerca
<www.prezi.com/igtwwg-3wp_g/copia-tr/>
Aplicacions de les cèl·lules mare (vídeo TV3)
<www.tv3.cat/videos/1131419>
Euro StemCell (power-point)
<www.eurostemcell.org/resource/introducing-stem-cells-power-point>
Xplore Health
<xplorehealth.eu>
Les cèl·lules mare i la medicina regenerativa
Institut Bernat Metge
82
Western Blot
<es.m.wikipedia.org/westernblot>
Shin’ya Yamanaka
<www.glandstoneinstitutes.org>
Tècnica ELISA
< www.ca.wikipedia.org/wiki/ELISA>
Laboratori Pasteur
<www.laboratoriopasteur.mex.tl/>
Centre for Stem Cell Research
<www.stemcells.cam.ac.uk>
Universitat UCLA
<www.cancer.ucla.edu>