Diferenciación celular

Existen muchos tipos de células humanas, pero ¿cómo se desarrolla un organismo tan complejo como el ser humano, con tantos tipos de células distintas, a partir de un zigoto?. A partir de un óvulo fecundado por un espermatozoide, surgen por diferenciación celular el resto de células.

La diferenciación celular es el conjunto de cambios en la forma y la estructura de las células por los que las células no especializadas se especializan para llevar a cabo distintas funciones.

Células madre

Las células madre son células no especializadas que pueden dividirse y diferenciarse en células especializadas en realizar distintas funciones.

Según su capacidad para diferenciarse, se distinguen varios tipos de células madre:

• Células madre totipotentes. Son las primeras células embrionarias que aparecen con la división del zigoto, y pueden diferenciarse en cualquier tipo de células que el organismo necesita para su desarrollo.
• Células madre pluripotentes. Se desarrollan a partir de las células totipotentes y de ellas surgen las capas fundamentales del tejido del embrión. Una célula madre pluripotente puede diferenciarse en otros tipos de célula de cualquier tejido humano, aunque no se mantiene durante todo el desarrollo del organismo. Se especializan en células multipotentes.
• Células madre multipotentes. Son células que pueden diferenciarse en diferentes células de un determinado linaje celular, como un glóbulo rojo o un glóbulo blanco. Las células multipotentes pueden originar células oligopotentes más especializadas.
• Células madre oligopotentes. Son células que darán lugar a uno de los pocos tipos de células diferentes.
• Células madre unipotentes. Están muy especializadas y solo pueden generar células de su propio tipo.

Las células madre, además de especializarse y generar todo tipo de células, también pueden dividirse y producir nuevas células madre. Según las distintas etapas de la vida del ser humano, existen varios tipos de células madre:

• Células madre embrionarias. Son pluripotentes.
• Células madre fetales.
• Células madre adultas, en la persona adulta. Por ejemplo:
  • Las células madre epiteliales, que dan lugar a los queratinocitos, las células predominantes (80 %-90 %) de la epidermis, la capa más superficial de la piel.
  • La médula ósea tiene tres tipos de células madre:
    • Células madre hematopoyéticas, que dan lugar a las células sanguíneas (glóbulos rojos, glóbulos blancos y trombocitos, plaquetas). La hematopoyesis es el proceso de formación de estas células a partir de una célula madre hematopoyética multipotente. Estas células madre se encuentran en la médula ósea. Las células sanguíneas son degradadas por el bazo y los macrófagos del hígado.
    • Células madre endoteliales, que dan lugar a las células endoteliales que recubren los vasos sanguíneos y los vasos linfáticos.
    • Células madre mesenquimales, que dan lugar a los distintos tipos de células musculares.

Diferenciación celular

Todas las células de un organismo, surgidas a partir del mismo óvulo fecundado, tienen el mismo ADN. Cuando una célula se diferencia, se especializa, y aparecen cambios en su tamaño, forma y función. Así, aunque comparten la información genética, los distintos tipos celulares pueden ser muy distintos.

¿Cómo puede haber distintos tipos de células si todas tienen el mismo ADN?

Igual que todos los actores de una película tienen el mismo guion y cada actor lee solo su parte, las células tienen el mismo ADN pero cada célula solo "lee" las partes relevantes para desempeñar su función.

Haileyfournierde la traducción Lorito987, CC BY-SA 4.0, via Wikimedia Commons

Investigación con células madre

El objetivo de la investigación con células madre es el encontrar células que puedan regenerar y reparar el daño celular.

Las células adultas van perdiendo la capacidad para dividirse y repararse por el desgaste producido por el envejecimiento. Las pocas células madre adultas que existen en la mayoría de los tejidos, continúan dividiéndose y diferenciándose en células de ese tipo de tejido.

Las células madre embrionarias son pluripotentes.

Las células madre adultas de muchos órganos, como la médula ósea y la piel son multipotentes, y se pueden diferenciar en células que se encuentran en esos tejidos.

Las células madre de la sangre del cordón umbilical y las de las células de los dientes deciduos son multipotentes.

Recientemente, los investigadores han conseguido desarrollar células madre pluripotentes inducidas a partir de céluals madre adultas de ratones y humanos. El tratamiento para enfermedades como la diabetes y enfermedades del corazón consiste en que las células madre inducidas se introducen en el organismo el enfermo para reparar las células o tejidos dañados.

Aún queda mucho por trabajar en esta técnica con células madre embrionarias de gran potencial de diferenciación. El sistema inmunitario del enfermo las puede considerar como extrañas y desencadenar el rechazo. Además, la destrucción de embriones para utilizar células madre embrionarias puede presentar problemas éticos y legales.