Células madre embrionarias
Las células madre embrionarias son células pluripotentes, es decir, capaces de dar origen a las 3 principales capas germinales y, a partir de ellas, a las 210 tipos celulares de un cuerpo humano adulto. Se obtienen del blastocisto, una estructura de unas 100 células que forma el embrión humano entre el 4 y el 6 día tras la fecundación. Su valor reside en esa doble propiedad: se dividen indefinidamente sin perder su estado y pueden orientarse hacia tejidos concretos, desde neuronas hasta cardiomiocitos. Esa combinación no la comparten las células madre adultas, que tienen un potencial más restringido, lo que hace de las células madre embrionarias una de las herramientas centrales de la investigación biomédica desde 1998, cuando James Thomson aisló la primera línea humana, H1, en la Universidad de Wisconsin.
Para situarlas conviene empezar por la familia de la que forman parte: las células madre. Esta categoría agrupa a todo tipo de célula que se autorrenueva y puede diferenciarse, y dentro de ella conviven, por ejemplo, las células madre mesenquimales y las células madre hematopoyéticas, dos tipos de origen adulto que se usan ya en trasplantes de médula y en ensayos de reparación tisular. Las embrionarias se distinguen por su origen en el blastocisto y, sobre todo, por su pluripotencia, la capacidad de generar las 3 capas germinales, endodermo, mesodermo y ectodermo, que a su vez originan las 210 clases celulares. Esa amplitud es la que define a la célula madre embrionaria y la separa de cualquier otra fuente.
Qué son y cómo se obtienen
Para entender qué son hay que ver de dónde salen y cómo se cultivan. Las células madre embrionarias proceden de la masa celular interna del blastocisto, que en un programa de fecundación in vitro se desarrolla durante 4 a 6 días hasta reunir unas 64 a 128 células. En esa fase la masa celular interna da origen al feto y el trocoectoma a la placenta, y el investigador recoge unas pocas células de la masa interna sin destruir el blastocisto, que puede implantarse después. Las células aisladas se cultivan sobre una capa de células dadoras o en medios libres de suero, y de cada 100 células obtenidas se logran, con suerte, una o dos líneas que se estabilizan. De cada línea se conservan más de 1000 pasajes celulares, y la más antigua, H1, lleva activa más de 25 años, lo que demuestra que la autoconservación no se agota con el tiempo. Una vez establecida, la línea mantiene un cariotipo 46,XX o 46,XY estable y expresa marcadores de pluripotencia como Oct4 y Nanog, lo que confirma su estado no comprometido.
Pluripotencia: la propiedad que las define
La pluripotencia es la capacidad de una célula madre embrionaria de generar las 3 capas germinales y, con ellas, las 210 tipos celulares del adulto. Se comprueba con 3 pruebas complementarias. La primera es la diferenciación espontánea en esferoides, o embroides, que en 7 a 14 días forman capas parecidas a las 3 germinales. La segunda es la diferenciación dirigida, en la que se añade un factor, por ejemplo ácido retinoico o bFGF, para obtener neuronas, cardiomiocitos o hepatocitos con una pureza superior al 90%. La tercera es la formación de teratocarcinomas: inyectadas en un ratón inmunodeprimido, generan un tumor con tejidos de las 3 capas, piel, hueso y glándulas. Este conjunto de pruebas no es una opinión, es un criterio experimental que aplica el mismo estándar que exige el método científico: hipótesis, test repetible y observación. Quien dice que una línea es pluripotent tiene que haberla pasado por estas 3 pruebas, no basta con que exprese Oct4.
Diferencias con las células madre adultas
La diferencia central entre una célula madre embrionaria y una adulta es el alcance: la embrionaria llega a las 3 capas germinales y las 210 tipos celulares, mientras que la adulta se limita a 2 o 3 líneas de su propio tejido. El cuadro resume las 4 propiedades que se comparan en la práctica.
| Propiedad | Embrionaria | Adulta |
|---|---|---|
| Origen | Blastocisto, día 4 a 6 | Médula, grasa, sangre periférica |
| Potencial | Pluripotente, 3 capas, 210 tipos | Multipotente, 2 a 3 líneas |
| Expansión | Más de 1000 pasajes | 10 a 50 pasajes típicos |
| Riesgo tumoral | Teratoma, controlado | Bajo en trasplante autólogo |
Las células madre mesenquimales, aisladas de la médula ósea o del tejido adiposo desde 1990, generan hueso, cartílago y grasa, pero no neuronas ni hepatocitos. Las células madre hematopoyéticas, que se trasplantan desde 1966, repueblan las 3 líneas sanguíneas, glóbulos rojos, blancos y plaquetas, y se obtienen de 50 a 100 mililitros de sangre periférica tras estimulación con G-CSF. Ninguna de las dos llega a la amplitud de la embrionaria, y esa brecha es la que justifica que la investigación siga centrada en la fuente embrionaria.
Aplicaciones en medicina regenerativa
Las aplicaciones parten de la capacidad de la célula madre embrionaria de diferenciarse hacia una línea concreta. En ensayos clínicos se ha usado para 4 patologías: diabetes tipo 1, con células de las islas de Langerhans derivadas in vitro; enfermedad de Parkinson, con neuronas dopaminérgicas; lesión de médula espinal, con astrocitos y oligodendrocitos; y degeneración macular, con células del epitelio pigmentario de la retina. En 2014, el equipo de Shinya Yamanaka, premio Nobel 2012, generó células iPS reprogramadas que comparten con las embrionarias el mismo potencial, y desde entonces gran parte de los 200 ensayos activos en el mundo usa iPS por la ventaja de que son autólogas y no plantean el debate ético del embrión. La embrionaria sigue siendo, sin embargo, la referencia de pureza y la más usada para cribar fármacos, porque se disponen de líneas con más de 25 años de historia y un cariotipo documentado.
El debate ético y el marco legal
El debate gira en torno a una pregunta: ¿en qué momento el blastocisto pasa a ser un embrión con protección moral? Las posiciones se dividen en 3 bloques. El primero, mayoritario en 40 países, permite la investigación con células madre embrionarias con restricciones de consentimiento y de edad del embrión, que no supera los 14 días. El segundo, adoptado por 15 países, prohíbe la obtención de nuevas líneas pero autoriza el uso de las ya existentes, como hacen España y Canadá. El tercero, con 10 países, lo prohíbe todo y fuerza a los laboratorios a trabajar con iPS o con células adultas. En la Unión Europea el marco se aplica por Estado miembro, y en Estados Unidos la financiación pública sigue la regla que limita los fondos a líneas derivadas antes de 2001. El consenso de la comunidad científica es que el método científico exige transparencia y revisión entre pares, y que el debate ético no debe suspender el progreso: se avanza con iPS, células adultas y líneas embrionarias ya establecidas, que en conjunto cubren las 3 estrategias de la medicina regenerativa.