Las células iPS son un área importante de investigación con potencial para revolucionar la tecnología médica. Ofrecen la promesa de nuevas terapias y tratamientos personalizados y tienen el potencial de cambiar el futuro de la atención médica.
Nuestro cuerpo está formado por más de 60 billones de células. Algunas células, como las del corazón, viven más de 80 años antes de morir. Pero la mayoría de las células, como las sanguíneas, no viven tanto y mueren rápidamente. Los glóbulos rojos, que dan a la sangre su color rojo, solo viven cuatro meses una vez que se forman. Si los glóbulos rojos responsables de la oxigenación están muertos y desaparecidos, ¿cómo pueden oxigenarse las células de nuestro cuerpo?
La respuesta está en las células madre. Las células madre son células indiferenciadas que no han pasado por un proceso llamado diferenciación, que es cuando se dividen en células especializadas para cada tejido. Pueden dividirse en diferentes tipos de células cuando el cuerpo necesita nuevas células. Esta capacidad de dividirse en respuesta a las necesidades del cuerpo distingue a las células madre de las células cancerosas, que están en constante división. Las células madre mantienen la homeostasis y la capacidad regenerativa, y desempeñan un papel importante en la reparación del tejido dañado y la generación de nuevas células. Por ejemplo, las células madre hematopoyéticas, un tipo de célula madre, pueden producir todas las células necesarias en la sangre, incluidos los glóbulos rojos especializados en transportar oxígeno, y los glóbulos blancos y los linfocitos encargados de la inmunidad. Esto permite mantener el número de glóbulos rojos en la sangre para que puedan transportar oxígeno.
Los científicos han aplicado la capacidad de las células madre de dividirse en diferentes tipos de células a la ingeniería de tejidos. La idea de utilizar células madre de personas normales para crear tejido cutáneo y cardíaco nuevo y trasplantarlos a pacientes que lo necesiten ha fascinado a la comunidad médica. El trasplante de tejido elaborado a partir de células de otras personas provoca un rechazo inmunológico, es decir, el cuerpo no acepta el tejido trasplantado porque es diferente de sus propias células. El cuerpo se inflama, como una espina en el costado, y el trasplante fracasa. Incluso si tiene éxito, es posible que tenga que tomar medicamentos inmunosupresores durante el resto de su vida. Afortunadamente, el rechazo inmunológico se puede superar utilizando las propias células madre del paciente. Esto ha convertido a las células madre en una palabra clave importante en la ingeniería de tejidos.
Sin embargo, las células madre en el cuerpo adulto son limitadas en número y no pueden diferenciarse en un solo órgano. Por lo tanto, se deben utilizar células madre embrionarias, que pueden formar cualquier órgano, pero tienen los mismos problemas que las células madre adultas. Los obstáculos más importantes son la cuestión ética de si un embrión se considera un feto y la cuestión del suministro de dónde obtener embriones cuando el número de óvulos es limitado. Este problema, que no se puede resolver para siempre, ha impedido que los ingenieros de tejidos realicen investigaciones activas.
En 2006, Shinya Yamanaka, profesor de la Universidad de Kioto en Japón, encontró la manera perfecta de resolver este problema. Su investigación demostró que los embriones desactivan cuatro genes específicos cuando se dividen, lo que limita las capacidades que no necesitan en un individuo. Durante el desarrollo, el óvulo fertilizado se configura de tal manera que ninguna célula puede diferenciarse en todas ellas, lo que distribuye sus capacidades entre múltiples tipos de células y crea una célula somática generalizada que es completamente incapaz de dividirse. Por supuesto, solo el ADN del óvulo fertilizado puede hacer esto. El Dr. Yamanaka volvió a activar los cuatro genes de la célula somática normal en sentido inverso, devolviéndola a su estado original como célula madre embrionaria. Las células resultantes se denominan células madre pluripotentes inducidas (células iPS). Dado que las células iPS utilizan abundantes células somáticas, pueden resolver los problemas éticos y de suministro de las células madre embrionarias de una vez por todas.
El profesor Shinya Yamanaka recibió el Premio Nobel de Fisiología o Medicina en 2012 por su trabajo. En un principio era cirujano ortopédico, pero se convirtió en investigador cuando se dio cuenta de que la tecnología médica actual no podía tratar enfermedades incurables como las cardiopatías congénitas. La tecnología que desarrolló abrió la posibilidad de la ingeniería de tejidos. Se han resuelto los problemas éticos que han sido un problema social, pero lo más importante es que se ha solucionado el suministro de materiales experimentales. Si podemos diferenciar las células madre en las células deseadas, podemos crear terapias celulares personalizadas para tratar enfermedades causadas por anomalías celulares o desarrollar nuevos medicamentos que respondan solo a esas células. Se espera que los tratamientos personalizados con células madre marquen el comienzo de una nueva era de medicina personalizada. Lamentablemente, no sabemos cómo diferenciarlas en las células que queremos, por lo que tenemos que hacer muchos experimentos para averiguarlo, y eso requiere una gran cantidad de células madre.
Las terapias celulares personalizadas pueden probarse para comprobar su seguridad y pueden tratar radicalmente la enfermedad de un paciente. Por ejemplo, la enfermedad de Parkinson está causada por la muerte de las neuronas dopaminérgicas en el mesencéfalo. Los tratamientos farmacológicos actuales son sólo temporales y no curan la enfermedad. Por otro lado, si las células madre se diferencian en neuronas dopaminérgicas y se trasplantan, la enfermedad de Parkinson se puede curar. Se necesitaron muchas células madre para llegar a esta terapia celular, que actualmente se está probando en monos.
Las células madre se pueden utilizar para la investigación de enfermedades y el desarrollo de fármacos. Hasta ahora, los investigadores tenían que utilizar células animales para desarrollar nuevos fármacos, pero tras resolver el problema de suministro con células iPS, ahora pueden realizar pruebas directamente en células humanas. La probabilidad de éxito en la fase clínica es baja si los experimentos se realizan en células animales, por lo que el desarrollo de fármacos ha sido lento y costoso. Sin embargo, si se invierte la diferenciación de células humanas con una enfermedad, se pueden crear células madre con la misma enfermedad. Si se prueban estas células, se pueden examinar fármacos con efectos terapéuticos y tienen una mayor probabilidad de éxito en la fase clínica.
La tecnología de células madre también abre nuevas posibilidades en la medicina regenerativa, más allá de las terapias simples. Por ejemplo, se están realizando investigaciones para regenerar los nervios dañados de la médula espinal o reparar el cartílago dañado por la artritis degenerativa. Este enfoque de la medicina regenerativa podría ofrecer nuevas esperanzas para muchos pacientes con enfermedades incurables.
La introducción de células iPS en la ingeniería de tejidos ha revitalizado muchos campos de investigación y ha abierto la puerta a la ingeniería de tejidos, que se ha desarrollado con lentitud debido a problemas sociales y a la escasez de células madre. Los resultados de las investigaciones realizadas con células iPS se han publicado en las sagradas páginas de la revista Nature. Pronto habrá terapias celulares hechas a partir de células iPS que se personalizarán para cada paciente y, con el tiempo, los pacientes que necesiten trasplantes de corazón o riñón podrán recibir órganos que no provoquen rechazo inmunológico. Estos avances son pasos importantes para hacer realidad el futuro de la atención sanitaria con el que soñamos.
