Tipos de células madre: totipotentes, pluripotentes, multipotentes y unipotentes

Una célula madre es una célula no especializada con dos propiedades definitorias: la autorrenovación (puede dividirse para producir más células madre) y la diferenciación (puede madurar hasta convertirse en tipos celulares especializados, como neuronas, cartílago o células sanguíneas). Todos los tejidos del cuerpo humano proceden de células madre.

No todas las células madre son iguales. El abanico de tipos celulares que puede producir una célula madre se denomina potencia, y la potencia define las cuatro clases principales que se utilizan en biología y en medicina.

Las células totipotentes son las más versátiles: pueden convertirse en cualquier tipo celular del organismo, además de en tejidos extraembrionarios como la placenta. En los seres humanos, las células totipotentes solo existen en las fases más precoces del embrión, desde el momento de la fecundación hasta las primeras divisiones celulares (aproximadamente los primeros 4 días).

Las células totipotentes no se utilizan en la medicina regenerativa clínica. Aislarlas es biológica y éticamente imposible fuera de la etapa más temprana del desarrollo embrionario, y su potencial de diferenciación sin restricciones las hace intrínsecamente inadecuadas para su uso terapéutico.

Las células madre pluripotentes pueden diferenciarse en cualquier célula de las tres capas germinales primarias (endodermo, mesodermo y ectodermo), que en conjunto forman todos los tejidos del cuerpo, pero no en tejido extraembrionario. Existen dos tipos principales de células pluripotentes: las células madre embrionarias (CME), derivadas de la masa celular interna de un blastocisto de 5 a 7 días, y las células madre pluripotentes inducidas (iPSC), reprogramadas en el laboratorio a partir de células adultas.

Las células pluripotentes son objeto de una intensa investigación por su amplia capacidad de diferenciación, pero tienen una limitación clínica importante: su potencial de crecimiento sin restricciones las hace propensas a formar teratomas (tumores benignos que contienen varios tipos de tejido) si se administran antes de estar correctamente diferenciadas. Por este motivo, las células pluripotentes no se infunden directamente a los pacientes: primero se diferencian en el laboratorio hasta obtener un tipo celular concreto y maduro antes de cualquier uso clínico.

Las células madre multipotentes pueden diferenciarse en una familia limitada de tipos celulares relacionados. Las dos células multipotentes de mayor importancia clínica son las células madre hematopoyéticas (CMH), que producen todos los linajes de células sanguíneas e inmunitarias y son la base del trasplante de médula ósea, y las células madre mesenquimales (MSC), que pueden diferenciarse en hueso, cartílago, grasa, tendón y células del estroma.

Las MSC son el tipo celular predominante en la medicina regenerativa actual, y su principal mecanismo terapéutico no es la diferenciación directa, sino la señalización paracrina. Las MSC liberan un complejo secretoma de citocinas, factores de crecimiento y vesículas extracelulares (exosomas) que modulan la inflamación, favorecen la reparación de los tejidos y regulan el sistema inmunitario. Por eso las MSC se utilizan en enfermedades tan diversas como la artrosis, las enfermedades autoinmunes, las lesiones neurológicas y los trastornos inflamatorios.

En TurkeyStemcell, todos los protocolos clínicos utilizan MSC de la gelatina de Wharton: células madre mesenquimales neonatales obtenidas de tejido de cordón umbilical donado de forma ética y producidas en un laboratorio con certificación GMP. Las MSC de la gelatina de Wharton se prefieren a las MSC adultas de la médula ósea o del tejido adiposo porque son más jóvenes, proliferan más y son inmunoprivilegiadas, lo que permite su uso alogénico.

Las células madre unipotentes solo pueden producir un tipo celular concreto. El ejemplo más conocido es la célula madre espermatogonial, que se diferencia exclusivamente en espermatozoides. Las células basales de la epidermis, que regeneran la piel a lo largo de toda la vida, también son unipotentes.

Las células unipotentes desempeñan funciones importantes en el mantenimiento de los tejidos y en la investigación, pero rara vez se utilizan en productos de terapia celular: al estar limitadas a un único linaje, ofrecen menos aplicaciones clínicas que los efectos de señalización, mucho más amplios, de las MSC multipotentes.

Totipotentes: cualquier célula del cuerpo y la placenta. Fuente: embrión en sus primeras fases. Uso clínico: ninguno.

Pluripotentes: cualquier célula del cuerpo (sin placenta). Fuente: blastocisto (CME) o células adultas reprogramadas (iPSC). Uso clínico: solo investigación y derivados previamente diferenciados.

Multipotentes: una familia de células relacionadas (p. ej., hueso, cartílago y grasa en el caso de las MSC). Fuente: cordón umbilical, médula ósea, tejido adiposo. Uso clínico: generalizado; es la base de la mayoría de los programas de medicina regenerativa.

Unipotentes: un único tipo celular. Fuente: tejido adulto. Uso clínico: limitado, sobre todo investigación sobre la reparación de tejidos específicos.

La medicina regenerativa actual, incluidos los protocolos que ofrece TurkeyStemcell para indicaciones ortopédicas, autoinmunes, neurológicas y de antienvejecimiento, utiliza células madre mesenquimales multipotentes, casi siempre procedentes de la gelatina de Wharton del cordón umbilical.

Las MSC de la gelatina de Wharton combinan las ventajas de la biología celular neonatal (telómeros más largos, mayor capacidad de proliferación, menor senescencia) con una obtención ética (se recogen tras partos a término de madres sanas, a partir de tejido que de otro modo se desecharía) y con compatibilidad alogénica (baja expresión de HLA de clase II, sin necesidad de compatibilidad HLA).

La terapia con exosomas, cada vez más utilizada junto con la terapia con MSC, es una extensión acelular de este enfoque. Los exosomas son vesículas extracelulares liberadas por las MSC que transportan la misma carga de señalización regenerativa sin necesidad de administrar células vivas. Encontrará un análisis completo en nuestra comparación entre la terapia con exosomas y la terapia con células madre.