1. ¿Qué son las células madres? Son células relativamente indiferenciadas que pueden continuar dividiéndose de manera indefinida y dar origen a células hijas que presentan diferenciación terminal a tipos celulares particulares. 2. ¿Qué es la división celular simétrica en el con texto de las CM? La división celular puede ser simétrica si todas las nuevas células s e llevan la misma cantidad de citoplasma y de orgánulos. Para P ara que la identidad diferencial de las células resultantes de la división de una célula madre se establezca correctamente, es crucial que el aparato que corta a la célula madre en dos lo haga en la orientación correcta; así, generando una hija que sigue siendo célula madre y es capaz de d e repetir esta división asimétrica, y otra, cuya capacidad de división es muy limitada y que se especializa para hacer una función determinada en el organismo. Si esto no ocurre de esta manera, la división puede hacerse simétrica y generar dos células madre. Es decir, en lugar de generar tejido, las células madre, cuya orientación de la división está alterada, pueden generar más células madre, una situación potencialmente muy peligrosa ya que po dría causar proliferación descontrolada. 3. ¿Qué es la fecundación? Explique el proceso. La fecundación es la unión del óvulo y el espermatozoide para que se pueda producir un embarazo. El hombre debe eyacular en el interior de la vagina para que los espermatozoides puedan ascender por el tracto genital femenino y llegar hasta las trompas de Falopio. De los millones liberados en la eyaculación, tan solo unos doscientos espermatozoides conseguirán llegar a ellas. Una vez llegan a las trompas, si la mujer está en sus días fértiles (días próximos a la ovulación, podrán encontrarse con el óvulo. En caso de que esto ocurra, se colocarán a su alrededor e intentarán fecundarlo. 1.
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El proceso se inicia con la penetración de la capa de células que rodean el ovulo: la corona radiada. Para atravesar la segunda barrera: zona pelucida, los espermtozoides liberan enzima que disuelven esta (reacción acrosomica). Cuando el espermatozoide entra en contacto con la membrana plasmática del ovulo, se desencadenan los siguientes procesos en el ovulo: La formación del cono de fecundación (fusión de la membrana del óvulo para que la cabeza del espermatozoide pueda entrar)
Y se evita la entrada de otro espermatozoide con: -
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La despolarización instantánea de su membrana La liberación de granulos corticales al espacio p erivitelino Fusión de núcleos y formación del cigoto: con la entrada del espermatozoide, el óvulo se activa para terminar la meiosis. (Los pronú cleos son los núcleos de los gametos, los cuales tienen la disponen de la mitad de cromosomas (23) con respecto al resto de células del cuerpo). El espermatozoide avanza hasta que su cabeza, que
contiene el núcleo del espermatozoide, queda junto al pronúcleo femenino. La cola se desprende para terminar degenerando y el núcleo se hincha para formar el pronúcleo masculino. Una vez ambos pronúcleos se encuentran uno junto al otro, ocurre la fusión de ambos, para que las membranas de ambos pronúcleos desaparezcan para que sus cromosomas puedan juntarse y que la célula cuente con 46 cromosomas. Esta célula, producto de la unión de óvulo y espermatozoide, se denomina cigoto. 4. ¿Qué es la segmentación del embrión? Es el proceso embriológico temprano que consiste en la repetida división por mitosis del óvulo fecundado, dando lugar a células hijas o blastómeros, más pequeñas pero todas con un tamaño uniforme (división sin crecimiento) hasta llegar a un número determinado dependiendo de la especie. Da lugar a una estructura con forma de mora o mórula que puede ser de 8, 16, 32 o hasta 64 células. La segmentación depende de la morfología de la célula huevo y en concreto con la cantidad de vitelo (parte del citoplasma del cigoto que contiene elementos nutritivos como lípidos o gránulos de carbohidratos). Hay diferentes tipos de células huevo dependiendo de su cantidad y distribución de vitelo, los de los mamíferos son isolecíticos u oligolecíticos ya que contienen poco vitelo, el cual se presenta en forma de finas granulaciones distribuidas de manera uniforme por todo el citoplasma. También pueden ser huevos alecíticos que están prácticamente desprovistos de vitelo ya que carece de utilidad debido a que el desarrollo embrionario está facilitado por la placenta.
5. ¿Qué es la morula? Es el estado temprano del desarrollo de un huevo fecundado, durante el período de segmentación, en el que el conjunto de células, en número reducido todavía, se semeja a una mora. Los blastómeros emigran hacia la periferia para fo rmar una única capa. Es un embrión que tiene de dieciséis a sesenta y cuatro células. 6. ¿Qué es el blastocisto? El blastocisto resulta de la ordenación espacial de los blastómeros, y se caracteriza por presentar un estrato envolvente de células o trofoblasto, una cavidad interna o blastocele y una acumulación celular en uno de los polos denominada masa celular interna. Las células más profundas de esta última constituyen el disco embrionario, a p artir del cual se formará el cuerpo del embrión. La morfología y tamaño de los blastocistos de los mamíferos domésticos es muy variada. Los blastocistos alcanzan la cavidad del útero, y allí permanecen cierto tiempo, antes de la implantación. Normalmente, la implantación y posterior gestación se localiza en los cuernos del útero (carnívoros, suidos, roedores), o también, parcialmente en el cuerpo del útero (équidos y rumiantes). 7. ¿Qué es el trofooctodermo y a que da lugar?
El trofoectodermo es una capa de células epiteliales que engloba una cavidad llena de fluido que se denomina blastocele. Las células que forman el embrión empiezan a dirigirse para cumplir una misión determinada, unas irán a formar parte del “trofoectodermo” y otras serán “la masa celular interna”. El trofoectodermo dará lugar en su evolucón a los anejos ovulares, las membranas y la placenta. 8. ¿Qué es la masa celular interna? Conjunto de células que se encuentran en el interior del blastocisto. Estas células dan lugar al disco embrionario y finalmente al embrión.Las células de la masa celular interna son consideradas pluripotenciales y pueden diferenciarse en las tres líneas germinales (endodermo, mesodermo y ectodermo), pero pierden la capacidad de formar la placenta. 9. ¿De donde se pueden obtener células madre embrionarias? Las CME podrían obtenerse de los embriones proced entes de procesos de fertilización in vitro que no llegaron a ser utilizado. El uso de las células madre fetales, incluido el de la investigación, puede dañar el embrión, por lo que los investigadores han desarrollado otras técnicas para su extracción con el fin de preservar el embrión completamente intacto. Como obtención a partir de líneas de CME ya existentes, las cuales se obtienen de cultivos celulares. Estas últimas son las que han provocado menos controversia en cuanto a factores bioéticos. La experimentación hasta el momento únicamente se ha realizado con embriones de ratones de hasta 10 células, extrayendo únicamente una de ellas para su cultivo, lo que ha permitido que el embrión continúe desarrollándose con normalidad una vez que se implanta en el útero de una hembra. El cultivo ha permitido obtener dos líneas de células normales y pluripotenciales. Otro método es el de embriones creados de células somáticas por técnicas de transfección. Tambien está el ECC, del inglés Embryonic Carcinoma Cells, las cuales provienen de tumores complejos denominados teratocarcinomas, que derivan de gónadas adultas. 10. ¿Cuáles son los factores que afectan la pluripotencialidad de las CME? El crecimiento de las células como población pluripotente requiere un equilibrio entre las señales de supervivencia, proliferación y auto-renovación. El mecanismo preciso que regula la auto-renovación de células madre y la pluripotencia sigue siendo en gran parte desconocido. Recientemente, los estudios in vitro e in vivo han identificado varios reguladores genéticos que pueden desempeñar papeles importantes en el proceso de autorenovación y pluripotencia de las CME de humanos y ratones. Estos incluyen:
factores de señalización extracelular factores de transcripción reguladores del ciclo celular microRNA genes implicados en la estabilidad cromosómica
la metilación del ADN
11. ¿Cuáles son los factores de transcripción maestros para la formación d e CM? Hasta el momento se han identificado tres factores de transcripción, como factores reguladores de la pluripotencialidad:
Proteína de unión octamérica-4 ( oct-4): se considera una proteína importante para la pluripotencialidad, debido a que es un factor irremplazable en la reprogramación de las células madre pluripotentes inducidas. Oct-4es un a proteína de unión al desoxyribonucleic acid (DNA) que se expresa exclusivamente durante las etapas tempranas del desarrollo embrionario. SRY-box que contiene el gen 2 ( sox-2 ): fue descubierto como un factor de transcripción que continuamente se unía al lado del motivo de oct-4 , siendo lo más importante la interacción de sox-2 con oct-4 . Sox-2colabora con oct4 activando fgf-4 , un gen que es expresado en las células de la masa celular interna del blastocisto y posteriormente en distintos tejidos embrionarios. Homeobox nanog ( nanog ): Fue descubierto por las diferencias de secuencias expresadas en CME de ratón y las células somáticas. Sin nanog, la pluripotencia no se desarrolla y las células de la masa celular interna del blastocisto quedan atrapadas en un estado prepluripotente, estado indeterminado, no viable.
12. ¿Quién es el investigador japonés que gano el Premio Nobel por descubrir como generar células madre; qué hizo? El médico japonés Shinya Yamanaka es considerado el padre de las llamadas células iPS, que poseen la capacidad de convertirse en cualquier tipo celular especializado. Sus descubrimientos han revolucionado nuestra comprensión de cómo se desarrollan las células y los organismos. En 2006, este cirujano ortopédico logró generar las células madre pluripotentes inducidas (iPS) con características que, hasta entonces, los investigadores creían que sólo poseían las células madre embrionarias. Sus primeros logros los hizo a partir de células adultas obtenidas d e la piel de ratones, y para 2007 había conseguido generar con éxito células iPS también a partir de células de piel humana. El descubrimiento supuso una revolución, al sobrepasar el uso de su equivalente natural, las células madre embrionarias que genera grandes controversias éticas y complicaciones. 13. Dar 5 ejemplos de aplicaciones clínicas del uso de CM para tratar enfermedades crónicas en humanos.
Terapia génica: realizar tratamientos de enfermedades genéticas a través de la transfusión de CM de otra persona que sea altamente compatible, o pueden usarse las CM del propio paciente modificando su genoma in vitro, para subsanar una mutación. Se incorporan nuevos genes capaces de producir las proteínas que no se sintetizaban y que al ser deficitarias producían la en fermedad. Este tipo de terapia génica de momento tiene varios procedimientos en fase experimental y podrían ser una solución efectiva para deficiencias como la diabetes o la hemofilia.
Inmunoterapia: En cáncer, se pueden reducir los efectos secundarios producidos por la radioterapia y quimioterapia. Por ejemplo, las transfusiones de sangre de cordón umbilical o de células de la médula ósea permiten que se recupere el sistema inmunitario y que continúe combatiendo la enfermedad. Trasplantes de CMA en pacientes con defectos congénitos en el músculo esquelético como distrofia muscular y otras miopatías, en que se ha observado mejoría en la estructura y función del músculo.
Las principales aplicaciones consisten en el reemplazo de células dañadas por células funcionales que restituyan la función normal de lo s tejidos u órganos en enfermedades debilitantes, tales como: diabetes mellitus, enfermedades cardiovasculares, enfermedad de Parkinson y enfermedades de células sanguíneas. Ejemplos:
Tratamientos del Parkinson: Se trata de mejorar la tasa de regeneración neuronal con CM y conseguir que las células segreguen una cantidad de dopamina más alta que llegue a niveles normales. Tratar enfermedades cardiovasculares: Regeneración de tejidos dañados y de la circulación coronaria.
14. Explique como la via de señalización celular celular WNT ayuda a controlar la producción de CM en el intesino. Las señales de Wnt juegan un papel clave en dirigir las células madre durante el desarrollo embrionario, y juegan un papel en controlar el crecimiento de células madre y la pluripotencia en el intestino. La auto-renovación homeostática del epitelio intestinal es impulsada por la actividad de señalización de las proteínas Wnt secretadas. Además, las señales de Wnt son necesarias para restablecer la arquitectura de cripta normal después de la lesión de la mucosa. Por otro lado, la vía Wnt implica varios bucles de retroalimentación que equilibran los procesos opuestos de proliferación y diferenciación celular. Hoy en día, tenemos pruebas convincentes de que las mutaciones causantes de la activación aberrante de la vía Wnt promover la expansión de los progenitores indiferenciados y condu cir a la formación de tumores y al cáncer. Experimentos demostraron que la restauración de la señalización de Wnt llevó al rejuvenecimiento de las células madre intestinales de ratones y seres human os. Al agregar Wnt a células madre intestinales envejecidas, estas comenzaron a desarrollar criptas y vellosidades en patrones parecidos a sus homólogos más jóvenes. A pesar de que las proteínas Wnt son difíciles de manipular, su capacidad para revertir el envejecimiento de las células madre intestinales sugiere un significante avance en la medicina.
