La naturaleza se encuentra extraordinariamente estructurada, tanto que de una sola célula se puede originar un organismo completo. Claro está que hace mucho tiempo dicha aseveración resultaba muy difícil de creer, pero hoy en día conocemos que a partir de la fusión de dos células se origina una sola, que se divide, se divide y se divide hasta dar origen a un organismo completo.

Pero…a partir de ahí surgen nuevas interrogantes ¿pueden todas las células originar un nuevo organismo? La respuesta es NO, y esto es debido a las características que posee cada célula y al ambiente que la rodea.

Las Células Madre

La unión de un espermatozoide y un óvulo da origen a un cigoto, es decir, una célula totipotente que tiene la capacidad de dar origen, primero a un embrión y finalmente a un organismo completo; después de varias divisiones cada célula va tomando un lugar fundamental dentro de ese pequeño entorno hasta originar una pequeña cavidad donde se encuentran un conjunto celular llamado “masa celular interna”, aquí se encuentran unas células extraordinarias conocidas como células madre, las cuales pueden dar origen a todos los tipos celulares de un organismo adulto, pero no pueden generar un organismo completo, a esta capacidad se le llama pluripotencia.

Las células madre, también llamadas células troncales, tienen la capacidad de dividirse indefinidamente y pueden dar origen a células más especializadas. Tras cada división las células troncales originan células que adquieren características específicas, las cuales son esenciales para que la célula pueda desempeñar las funciones necesarias dentro del tejido u órgano al que pertenecen. Una célula troncal no solo da origen a células más especializadas, también generan a mas células troncales, las cuales contienen ciertas características que le permiten ser una célula troncal pluripotente, multipotente o unipotente. De esta manera las células troncales pluripotentes pueden dar origen a cualquier célula de un organismo, mientras que las células multipotentes o unipotentes dan origen únicamente a células de un tejido u órgano determinado.

¡Estoy comprometida! —Dijo la célula troncal

El embrión interactúa con su ambiente por lo que su desarrollo es guiado en gran parte por la información del entorno. En las células embrionarias, su ambiente consiste en los tejidos que las rodean dentro del embrión, por esa razón el destino de estas células con frecuencia depende de las interacciones con sus componentes inmediatos, lo que las lleva a diferenciar a un tipo de células más especializado.

La diferenciación se logra al presentarse cambios a nivel bioquímico que repercuten en funciones celulares cuyo resultado es el compromiso de la célula a un cierto destino. En este punto, cuando la célula aún no se diferencia con respecto a su estado comprometido, su destino de desarrollo ha llegado a ser restringido. Imaginemos una pareja, una vez que la novia ha recibido su anillo de compromiso, ambos han adquirido un compromiso que se ve restringido el uno al otro.

Un ejemplo de este tipo de células troncales comprometidas es el hemangioblasto, que puede originar todos los tipos de vasos sanguíneos, células sanguíneas y linfocitos. Es decir, que solo pueden dar origen a una pequeña población de células, una vez comprometidas no se puede revertir su compromiso y a pesar de ser colocadas en un nuevo ambiente no cambiarán el tipo de células para el cual diferencian, es decir, hay límite de tiempo.

¡Vigilantes homeostáticas! ¿Dónde están?

La función clásica de las células troncales en el embrión, es dar origen a células que comprenderán los diferentes tejidos de un organismo adulto. En el adulto, su función es mantener la homeostasis de los tejidos, renovándolos y permitiendo su reparación a través de la vida, por ese motivo se encuentran ubicadas en diferentes puntos del cuerpo, de acuerdo con características particulares.

Estas células troncales en adultos se encuentran entre células diferenciadas de los tejidos u órganos y residen en un área específica de cada tejido, llamado “nicho de células troncales”. Hasta el momento han sido identificadas en varios órganos y tejidos, incluyendo cerebro, médula ósea, vasos sanguíneos, músculo esquelético, piel, corazón y testículos.

Las células troncales en organismos adultos pueden auto renovarse y diferenciarse a algunos o todos los tipos celulares del tejido u órgano. Estas células se mantienen quiescentes (no se dividen) por largos periodos de tiempo hasta que son activados por ciertos estímulos, por ejemplo, una enfermedad, daño, o simplemente por el desgaste que se sufre día a día, siendo su principal función el mantener y reparar el tejido en el cual se encuentran.

Un ejemplo de la participación que tienen las células madre en nuestro cuerpo es lo que ocurre en la piel; las células troncales de piel pueden regenerarla del desgaste que sufre día a día o de daños como cortaduras, golpes, etc. Debido esto, las células madre pueden dar origen a estas nuevas células, las cuales pueden realizar las funciones específicas y necesarias de la piel, de tal manera que las células nuevas sustituyen a las células dañadas o muertas y así se puede regenerar la piel, o cualquier otro tejido dependiendo del origen de la célula madre.

El semáforo de las células madre y cáncer

En las células troncales los procesos de diferenciación y auto renovación se encuentran altamente regulados, ya que debe haber un equilibrio entre el número de células troncales y las células diferenciadas. Así como en las ciudades los semáforos controlan el paso de los autos por las avenidas, existe un semáforo celular que regula los caminos que pueden tomar las células troncales, y en este caso funciona mucho mejor que en las avenidas.

Sí las células troncales están en luz verde, pueden avanzar en la división celular y originar nuevas células troncales, células diferenciadas o ambas. Una vez que las células pasan de la luz verde a la amarilla, inicia su especialización y su capacidad de división comienza a disminuir, además pierden la capacidad de auto renovarse y solo pueden dar origen a otras células más diferenciadas que ellas, semejante a la disminución del tráfico de autos cuando un semáforo está en luz amarilla. Por último, cuando las células se encuentran en la luz roja, detienen su capacidad de división y se convierten en células especializadas las que cumplen funciones específicas dentro de un tejido u órgano hasta su muerte.

Cuando un humano nace, contiene muchas células en luz verde y a medida que va creciendo, las células en su mayoría comienzan a encender la luz amarilla y posteriormente la luz roja. Dicho cambio lo podemos observar a lo largo de nuestra vida, con la aparición de canas (pérdida de células troncales melanoides), pérdida de cabello (agotamiento de células troncales de queratinocitos foliculares) y muchos cambios más que van limitando nuestra capacidad para realizar ciertas actividades. El envejecimiento es un claro ejemplo, en parte, del agotamiento de nuestras células troncales.

Y entonces, ¿si pudiéramos mantener encendida la luz verde de nuestras células troncales, jamás envejeceríamos? La respuesta es un: NO SE SABE. Muchos científicos alrededor del mundo conjuntan esfuerzos para entender como regular este semáforo celular y utilizarlo en terapias para el tratamiento de problemas causados por un agotamiento rápido o pérdida total de células troncales como en casos de infertilidad.

Y al igual que muchos semáforos en las avenidas, el semáforo celular también se descompone. Esto ocurre en el cáncer, que es una aberración de la división celular, donde el semáforo se encuentra averiado, la velocidad de división celular se acelera y se extiende logrando formar acumulaciones de células llamadas tumores. Los tumores contienen células con diferentes grados de diferenciación, entre ellas células troncales. Las células troncales de tumor o mejor conocidas como células troncales cancerosas han sido propuestas como las causantes de generar tumores por su capacidad de proliferación ilimitada, es decir, su semáforo parece estar descompuesto y casi siempre está en luz verde.

Se ha demostrado que estas células pueden generar tumores con sus diversos tipos celulares a diferencia de las células más especializadas del tumor que no tienen esta capacidad. Por otro lado, se ha descubierto que estas células troncales cancerosas son resistentes a los fár-macos utilizados en quimioterapias y son las causantes de las recaídas en pacientes con cáncer, al sobrevivir a los tratamientos y generar nuevamente un tumor.

Y al preguntarnos si las células cancerosas al tener su luz verde encendida pueden vivir mucho tiempo, la respuesta es SI; de hecho, existen unas células llamadas HeLa de origen canceroso, extraídas en 1951 de un tumor de Henrietta Lacks, que se dividen más veces que las células humanas normales, las que no sobrepasan el llamado “límite de Hayflick” (50 veces). Desde entonces son utilizadas como un modelo de estudio de cáncer en muchos laboratorios de investigación del mundo. Esto, nos ayuda a comprender la dualidad de las células troncales, cumplir con señales del semáforo o permanecer en luz verde llevando a la inmortalidad celular.

Actualmente se sabe muy poco acerca del control del destino de las células troncales y más aún de las troncales cancerosas, así como también del origen del cáncer. Es por eso la im-portancia de estudiar la regulación de los procesos celulares que nos ayuden a comprender y posteriormente a controlar el color de la luz del semáforo en el que se encuentran las células y ponerle un alto al cáncer.

Saber más:

Guerrero-Mothelet V. 2004. Células Troncales: La controversia; ¿Cómo ves?, Revista de Divulgación de la Ciencia de la UNAM, 62.

http://www.comoves.unam.mx/numeros/articulo/62/celulas-troncales-la-Controversia.

Eguiara et al. 2012. Células madre tumorales: una diana terapéutica en el cáncer de mama. Revista de Senología y Patología Mamaria, 25(3). http://www.elsevier.es/es-revista-revista-senologia-patologia-mamaria-131-articulo-celulas-madre-tumorales-una-diana-S0214158212700245

Sánchez-García, 2010. Células madre cancerígenas: ¿la última promesa para curar el cáncer?; EuroStemCell. http://www.eurostemcell.org/node/21539.

M. en C. Victor Manuel Jonathan Cardoso Jaime. CINVES- TAV. Departamento de infectomica y patogénesis molecular. Estudiante de Doctorado.

M. en C. Krystal Maya Maldonado. CINVESTAV-IPN Zacatenco. Departamento de infectómica y patogénesis molecular. Estudiante de Doctorado.