Las células madre inducidas ( iSC ) son células madre derivadas de células somáticas , reproductivas , pluripotentes u otros tipos de células mediante una reprogramación epigenética deliberada . Se clasifican como totipotente (iTC), pluripotente (iPSC) o progenitor (multipotente - iMSC, también llamado célula progenitora multipotente inducida - iMPC) o unipotente - (iUSC) según su potencial de desarrollo y grado de desdiferenciación . Los progenitores se obtienen mediante la denominada reprogramación directa o diferenciación dirigida.y también se denominan células madre somáticas inducidas .
En 1895, Thomas Morgan extrajo uno de los dos blastómeros de una rana y descubrió que los anfibios pueden formar embriones completos a partir de la parte restante. Esto significó que las células pueden cambiar su vía de diferenciación. En 1924, Spemann y Mangold demostraron la importancia clave de las inducciones célula-célula durante el desarrollo animal. [20] La transformación reversible de células de un tipo celular diferenciado a otro se llama metaplasia . [21] Esta transición puede ser parte del proceso de maduración normal o causada por un incentivo.
Un ejemplo es la transformación de las células del iris en células del cristalino en el proceso de maduración y transformación de las células del epitelio pigmentario de la retina en la retina neural durante la regeneración en ojos de tritón adultos . Este proceso permite que el cuerpo reemplace las células que no son aptas para las nuevas condiciones con células nuevas más adecuadas. En los discos imaginales de Drosophila , las células tienen que elegir entre un número limitado de estados de diferenciación discretos estándar. El hecho de que la transdeterminación (cambio de la ruta de diferenciación) se produzca a menudo en un grupo de células en lugar de en células individuales muestra que es inducida y no parte de la maduración. [22]
Los investigadores pudieron identificar las condiciones y factores mínimos que serían suficientes para iniciar la cascada de procesos moleculares y celulares para instruir a las células pluripotentes en la organización del embrión . Demostraron que los gradientes opuestos de proteína morfogenética ósea (BMP) y Nodal , dos miembros de la familia de factores de crecimiento transformantes que actúan como morfógenos , son suficientes para inducir los mecanismos moleculares y celulares necesarios para organizar, in vivo o in vitro , las células no comprometidas de la blástula del pez cebra. polo animal en un embrión bien desarrollado. [23]
Algunos tipos de células adultas maduras especializadas pueden revertir naturalmente a células madre. Por ejemplo, las células "principales" expresan el marcador de células madre Troy. Si bien normalmente producen fluidos digestivos para el estómago, pueden revertirse en células madre para realizar reparaciones temporales de lesiones estomacales, como cortes o daños causados por una infección. Además, pueden realizar esta transición incluso en ausencia de lesiones notables y son capaces de reponer unidades gástricas completas, que en esencia sirven como células madre de "reserva" inactiva. [24] Las células epiteliales diferenciadas de las vías respiratorias pueden revertirse en células madre estables y funcionales in vivo . [25]Después de la lesión, las células renales maduras diferenciadas terminalmente se desdiferencian en versiones más primordiales de sí mismas y luego se diferencian en los tipos de células que necesitan reemplazo en el tejido dañado [26] Los macrófagos pueden autorrenovarse mediante la proliferación local de células diferenciadas maduras. [27] [28] En los tritones, el tejido muscular se regenera a partir de células musculares especializadas que se desdiferencian y olvidan el tipo de célula que habían sido. Esta capacidad de regeneración no disminuye con la edad y puede estar relacionada con su capacidad para producir nuevas células madre a partir de células musculares a demanda. [29]
Una variedad de células madre no tumorigénicas muestran la capacidad de generar múltiples tipos de células. Por ejemplo, las células multilinaje diferenciadoras que soportan el estrés (Muse) son células madre humanas adultas tolerantes al estrés que pueden autorrenovarse. Forman agrupaciones de células características en cultivo en suspensión que expresan un conjunto de genes asociados con la pluripotencia y pueden diferenciarse en células endodérmicas , ectodérmicas y mesodérmicas tanto in vitro como in vivo. [30] [31] [32] [33] [34]