Las células madre pluripotentes inducidas (iPS) son las nuevas estrellas de la investigación, desde que las obtuvo el científico japonés Shinya Yamanaka en 2.007, ya que carecen de los inconvenientes éticos de las células embrionarias y pueden obtenerse a partir del propio paciente, con lo que se eliminan los problemas de rechazo.

Las células iPS se obtienen mediante una reprogramación genética de células somáticas comunes (extraídas de la piel, el tejido nervioso o la sangre), tras la cual pueden transformarse, al igual que hacen las células embrionarias, en cualquier tipo celular de los 220 del cuerpo humano. De esta forma, las células necesarias para un trasplante podrían obtenerse en cualquier momento. La reprogramación se consiguió en un principio introduciendo en la célula adulta, por medio de retrovirus (como virus del SIDA modificados), algunos de los genes que están activos en las células durante las primeras etapas del desarrollo embrionario. Yamanaka lo logró usando sólo 4 genes, pero luego se ha conseguido lo mismo usando un solo gen (el OCT4, un factor de transcripción) a partir de células nerviosas e incluso sin usar genes, introduciendo cuatro proteínas recombinantes, obtenidas de cultivos de la bacteria Escherichia coli, en la célula. Cada una de estas proteínas activa una ruta de interacciones moleculares en el interior de la célula, funciones desempeñadas de otro modo por los genes. Este método es más simple, barato y rápido que la introducción de genes.

La búsqueda de alternativas al uso de retrovirus está justificada además porque el material genético del virus se integra en el genoma nuclear de la célula. Dependiendo del lugar en que se inserte, puede causar alteraciones en el ADN que pueden desembocar en la formación de un tumor. Algunos grupos han usado adenovirus (como el causante del resfriado) para insertar en las células adultas los genes de la reprogramación. Estos virus persisten en las células sólo un corto espacio de tiempo, el justo para convertirlas en células iPS. Este método no generó tumores cuando se implantaron las células pluripotentes en animales de laboratorio.

Un potencial increíble de las células iPS que ya se está explotando es que a partir de ellas se pueden crear en laboratorio cultivos celulares que sirvan de modelo para el estudio de prácticamente todas las enfermedades humanas. Basta con extraer células enfermas de un paciente, reprogramarlas para que comiencen a dividirse, y estudiar la evolución del tejido resultante. Se pueden ensayar así de forma rápida y robotizada miles de sustancias posiblemente terapéuticas, con mayor fiabilidad que en modelos animales. Este método abre también la posibilidad de estudiar enfermedades en las que es muy difícil obtener cultivos de las células implicadas, como por ejemplo las neuronas afectadas por el Parkinson o el Alzheimer. Ahora ya se pueden obtener células de la piel o la sangre del paciente, reprogramarlas como células iPS y generar el tipo celular deseado, en este caso neuronas. Ya se han conseguido cultivos celulares de algunas terribles enfermedades humanas que no se habían podido estudiar antes de ese modo: la atrofia muscular espinal y la disautonomía familiar.

Además, las células madre iPS pueden servir a más largo plazo para curar directamente enfermedades. Se puede producir un abundante acopio del tipo celular que falla en las distintas enfermedades (células de los islotes pancreáticos en el caso de la diabetes tipo I, cardiomiocitos en el caso de infarto de miocardio, etc.), a partir de otras células adultas del paciente, e introducírselas en el lugar adecuado. Tras el anuncio el verano pasado de que tres equipos (dos chinos y uno estadounidense) han conseguido generar ratones enteros a partir de las células iPS, quedan pocas dudas de que se trata en verdad de células madre. Sin embargo, a pesar de los grandes avances en su generación y cultivo, persisten problemas (lo mismo que con las embrionarias) en controlar su diferenciación en algunos tejidos, como el hepático, aunque en otros es muy fácil, como es el caso del cardíaco. También se pueden corregir enfermedades genéticas, reparando el error en algunas de estas células madre, cultivándolas, y volviéndolas a introducir en el paciente. De este modo, ya se han curado algunas enfermedades causadas por una única mutación, como la anemia falciforme o la disqueratosis congénita, una enfermedad que produce envejecimiento prematuro, en animales de laboratorio. Así también se han logrado reparar las células de pacientes humanos aquejados de anemia de Fanconi, otra enfermedad de los glóbulos rojos.

Los avances en este campo se están sucediendo con rapidez. Un equipo de investigadores japoneses ha logrado que ratones con la espina dorsal dañada recuperen parcialmente la movilidad gracias a un implante de células madre pluripotentes adultas.
Los científicos han conseguido que células iPS se diferencien en varias clases de células del sistema nervioso -neuronas, astrocitos y oligodendrocitos- y formen unos cúmulos llamados neuroesferas, capaces de regenerar tejidos dañados.

Sin embargo, plantean un grave problema: los virus usados para su reprogramación generan tumores. En un estudio previo, el doctor Okano y sus colegas comprobaron que podían distinguir entre células ’seguras’ e ‘inseguras’ (es decir, las que provocan cáncer y las que no) mediante un implante previo en el cerebro de ratones inmunodeficientes (esta característica es necesaria para asegurarse de que las defensas del animal no rechazan el implante). Luego, implantaron estas células nerviosas, tanto las ’seguras’ como las ‘inseguras’, en ratones con la médula espinal dañada. En ambos casos, los roedores recuperaron parte de su movilidad en cuestión de semanas, pero los que habían recibido el trasplante catalogado como ‘inseguro’ desarrollaron tumores y sus funciones motoras se deterioraron de nuevo. Por el contrario, las células ’seguras’ lograron regenerar la médula sin causar tumores, por lo que los investigadores sugieren que podrían convertirse en el futuro en una terapia para personas con problemas de movilidad causados por lesiones medulares. Otra enfermedad tratada con éxito en animales de laboratorio con células madre iPS es la degeneración macular asociada al envejecimiento, una de las principales causas de ceguera. Células madre iPS fueron usadas para generar células del epitelio pigmentario de la retina, que fueron implantadas quirúrgicamente en ratones.

Las células madre iPS encierran un enorme potencial, aunque aún falta comprender y controlar por completo su pluripotencia. Por tanto, las células madre embrionarias continúan siendo el criterio de referencia de cualquier tipo de célula pluripotente. Además, aún no se conoce si las técnicas de producción de células iPS y de generación de todos los tipos celulares deseados serán suficientemente eficaces. Probablemente, en el futuro cercano, las células madre iPS serán más adecuadas para algunas aplicaciones y las embrionarias para otras. En cualquier caso, los científicos piensan que por primera vez en la historia estamos cerca de conseguir el sueño de revertir muchas enfermedades degenerativas y muchos de los efectos negativos del envejecimiento.

...por Antonio Jiménez