Las células madre embrionarias ( ES células o CES ) son pluripotentes células madre derivadas de la masa celular interna de un blastocisto , una etapa inicial de la pre implantación del embrión . [1] [2] Los embriones humanos alcanzan la etapa de blastocisto 4 a 5 días después de la fertilización , momento en el que constan de 50 a 150 células. El aislamiento del embrioblasto o masa celular interna (ICM) da como resultado la destrucción del blastocisto, un proceso que plantea problemas éticos., incluso si los embriones en la etapa de preimplantación tienen o no las mismas consideraciones morales que los embriones en la etapa de desarrollo posterior a la implantación. [3] [4]
Actualmente, los investigadores se están centrando en gran medida en el potencial terapéutico de las células madre embrionarias, siendo el uso clínico el objetivo de muchos laboratorios. [5] Los usos potenciales incluyen el tratamiento de la diabetes y las enfermedades cardíacas . [5] Las células se están estudiando para su uso como terapias clínicas, modelos de trastornos genéticos y reparación celular / del ADN. Sin embargo, también se han reportado efectos adversos en la investigación y procesos clínicos como tumores y respuestas inmunes no deseadas . [6]
Las células madre embrionarias (ESC), derivadas de la etapa de blastocisto de los embriones de mamíferos tempranos, se distinguen por su capacidad para diferenciarse en cualquier tipo de célula embrionaria y por su capacidad de autorrenovación. Son estos rasgos los que los hacen valiosos en los campos científico y médico. Las ESC tienen un cariotipo normal , mantienen una alta actividad de la telomerasa y exhiben un notable potencial proliferativo a largo plazo . [7]
Las células madre embrionarias de la masa celular interna son pluripotentes , lo que significa que pueden diferenciarse para generar ectodermo primitivo, que en última instancia se diferencia durante la gastrulación en todos los derivados de las tres capas germinales primarias : ectodermo , endodermo y mesodermo . Estas capas germinales generan cada uno de los más de 220 tipos de células del cuerpo humano adulto. Cuando se les proporcionan las señales apropiadas, las ESC forman inicialmente células precursoras que posteriormente se diferencian en los tipos de células deseados. La pluripotencia distingue las células madre embrionarias de las células madre adultas , que sonmultipotente y solo puede producir un número limitado de tipos de células.
En condiciones definidas, las células madre embrionarias son capaces de autorrenovarse indefinidamente en un estado indiferenciado. Las condiciones de autorrenovación deben evitar que las células se agrupen y mantener un entorno que admita un estado no especializado. [8] Normalmente, esto se hace en el laboratorio con medios que contienen suero y factor inhibidor de leucemia o suplementos de medios sin suero con dos fármacos inhibidores ("2i"), el inhibidor de MEK PD03259010 y el inhibidor de GSK-3 CHIR99021. [9]
Los ESC se dividen con mucha frecuencia debido a una fase G1 acortada en su ciclo celular . La división celular rápida permite que las células crezcan rápidamente en número, pero no en tamaño, lo cual es importante para el desarrollo temprano del embrión. En las ESC, las proteínas ciclina A y ciclina E involucradas en la transición G1 / S siempre se expresan en niveles altos. [10] Las quinasas dependientes de ciclina como CDK2 que promueven la progresión del ciclo celular son hiperactivas, en parte debido a la regulación a la baja de sus inhibidores. [11] Proteínas del retinoblastoma que inhiben el factor de transcripción E2F hasta que la célula está lista para ingresarLa fase S está hiperfosforilada e inactivada en las ESC, lo que lleva a la expresión continua de genes de proliferación. [10] Estos cambios resultan en ciclos acelerados de división celular. Aunque los niveles altos de expresión de proteínas pro-proliferativas y una fase G1 acortada se han relacionado con el mantenimiento de la pluripotencia, [12] [13] Las ESC que crecen en condiciones 2i sin suero expresan proteínas de retinoblastoma activas hipofosforiladas y tienen una fase G1 alargada . [14] A pesar de esta diferencia en el ciclo celular en comparación con las ESC cultivadas en medios que contienen suero, estas células tienen características pluripotentes similares. [15] Factores de pluripotencia Oct4 y Nanogdesempeñan un papel en la regulación transcripcional del ciclo celular ESC. [16] [17]