Biología Celular

Una célula madre es una célula que tiene capacidad de autorrenovarse mediante divisiones mitóticas o bien de continuar la vía de diferenciación para la que está programada y, por lo tanto, producir células de uno o más tejidos maduros, funcionales y plenamente diferenciados en función de su grado de multipotencialidad. La mayoría de tejidos de un individuo adulto poseen una población específica propia de células madre que permiten su renovación periódica o su regeneración cuando se produce algún daño tisular. Algunas células madre adultas son capaces de diferenciarse en más de un tipo celular como las células madre mesenquimales y las células madre hematopoyéticas, mientras que otras son precursoras directas de las células del tejido en el que se encuentran, como por ejemplo las células madre de la piel o las células madre gonadales (células madre germinales). Es común que en documentos especializados se las denomine stem cells, en inglés, donde stem significa tronco, traduciéndolo lo más a menudo como «células troncales».
Las células madre embrionarias son aquellas que forman parte de la masa celular interna de un embrión de 4-5 días de edad y que tienen la capacidad de formar todos los tipos celulares de un organismo adulto. Una característica fundamental de las células madre embrionarias es que pueden mantenerse (en el embrión o en determinadas condiciones de cultivo) de forma indefinida, formando al dividirse una célula idéntica a ellas mismas, y manteniendo una población estable de células madre. Existen técnicas experimentales donde se pueden obtener células madre embrionarias sin que esto implique la destrucción del embrión.

Existen cuatro tipos de células madre:

• Las células madre totipotentes pueden crecer y formar un organismo completo, tanto los componentes embrionarios (como por ejemplo, las tres capas embrionarias, el linaje germinal y los tejidos que darán lugar al saco vitelino), como los extraembrionarios (como la placenta). Es decir, pueden formar todo los tipos celulares.

• Las células madre pluripotentes no pueden formar un organismo completo, pero sí cualquier otro tipo de célula correspondiente a los tres linajes embrionarios (endodermo, ectodermo y mesodermo), así como el germinal y el saco vitelino. Pueden, por tanto, formar linajes celulares.

• Las células madre multipotentes son aquellas que sólo pueden generar células de su misma capa o linaje embrionario de origen (por ejemplo: una célula madre mesenquimal de médula ósea, al tener naturaleza mesodérmica, dará origen a células de esa capa como miocitos, adipocitos u osteocitos, entre otras).

• Las células madre unipotentes pueden formar únicamente un tipo de célula particular.

Telomerasa y cáncer

Estudios recientes sugieren que podríamos revertir el proceso de senescencia incrementando de forma artificial la cantidad de telomerasa en nuestras células. Incluso se podrían revertir algunas atrofias de nuestros tejidos debidas a la vejez, induciendo la síntesis de telomerasa. Sin embargo hay que considerar una consecuencia indirecta de alterar los genes de la inmortalidad celular: el cáncer, ya que las células cancerosas, a diferencia de las células somáticas normales, no tienen senescencia tras un número definido de divisiones.

Estudios demuestran que cuando se estimula la actividad telomerasa y se inactiva un gen supresor de tumores (el gen p16INK4a) se produce inmortalización celular, lo cual constituye un importante paso hacia la formación de un tumor.
Muchas células cancerosas derivan de células somáticas, y se ha comprobado la presencia de telomerasa en el 75-80% de las líneas tumorales. Esto no quiere decir que la telomerasa induzca el cáncer. Es más, Kathleen Collins de la Universidad de Berkeley en California encontró que enfermos con una enfermedad congénita muy poco frecuente, la disqueratosis congénita, tenían niveles de telomerasa anormalmente bajos, muriendo no obstante en muchos casos de cáncer gastrointestinal. A pesar de esta incongruencia, se sabe que la agresividad de las células tumorales está relacionada con sus niveles de telomerasa y que niveles altos de esta enzima son indicativos de la malignidad del tumor.

Recientemente la FDA ha autorizado dos estudios clínicos con telomerasa, uno de ellos encaminado a obtener un mejor diagnóstico del cáncer cervical y el otro para evaluar un fármaco contra la leucemia mieloide. En Japón, se está siendo utilizado en niños con neuroblastoma 4S. Al parecer estos niños tienen un cáncer metastásico, pero los tumores son telomerasa negativos y aproximadamente el 80% llegan a una remisión espontánea una vez que el tumor ha sido eliminado quirúrgicamente. El estudio identifica los que son telomerasa–positivos, de manera que puedan ser tratados de una manera más agresiva, de hecho, en la actualidad, una importante línea de investigación frente al cáncer se basa en la telomerasa como diana frente al cáncer. Geon Corporation está desarrollando estos medicamentos anti–telomerasa contra el cáncer, dando buenos resultados en células cancerígenas en cultivo. Las células tratadas reducen sus telómeros y mueren tras, aproximadamente 25 divisiones.

Las células tumorales inmortales pueden ser útiles para inmortalizar células somáticas mediante hibridación celular somática. Esto se consigue mediante la fusión de los citoplasmas de una célula tumoral y una célula somática en cultivo. Esta técnica se realiza para diferentes fines como puede ser el determinar la ubicación cromosómica de un gen, o para la obtención de algún producto específico como un anticuerpo frente a un determinante antigénico.

Una nota interesante en relación a este tema >>

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La telomerasa es una enzima formada por un complejo proteína-ácido ribonucleico con actividad polimerasa que está presente en células de la línea germinal, en tejidos fetales y en ciertas células madre poco diferenciadas, y que permite el alargamiento de los telómeros. También se encuentra presente en organismos eucariotas unicelulares. La telomerasa es reprimida en las células somáticas maduras después del nacimiento, produciéndose un acortamiento del telómero después de cada división celular.

Fue descubierta por Elisabeth Blackburn y Carol Greider en 1985 estudiando el protozoo Tetrahymena La telomerasa de dicho protozoo presenta un ARN de una longitud de 159 nucleótidos en los que encontramos la secuencia 3'-AACCCCAAC-5', que es complementaria a la secuencia telomérica de Tetrahymena que es: 5'-TTGGGG-3'. Por lo tanto, dicha secuencia de ARN le sirve a la enzima de molde para la síntesis del ADN del telómero haciendo copias de la secuencia TTAGGG.

La telomerasa es una enzima que se encarga de la adición de desoxirribonucleótidos a los extremos de los telómeros, pero dicha adición está dirigida por una secuencia de ribonucleótidos o ARN, por lo que podemos decir que se trata de una transcriptasa inversa de características especiales. Hablamos de una ribonucleoproteína que siempre sintetiza la misma secuencia de ADN.
La telomerasa está formada por dos componentes:

• Componente ribonucleotídico: se trata de la porción de ARN de la telomerasa (también llamado TR o TER, de telomerase RNA) que se encuentra totalmente integrado en la enzima. Según las especies, éste puede ser de entre 146 a 1.544 nucleótidos de longitud. La secuencia molde del telómero suele tener una longitud de entre 9 y 28 nucleótidos y es características de cada especie (ver telómero).

• Componente proteico: es la parte de la enzima que contiene la capacidad transcriptasa inversa (TRT o TERT de telomerase reverse transcriptase); invierte el curso normal (ADN hacia ARN) y va del ARN al ADN, trascribiendo el ARN a ADN. Dicha transcripción inversa en los telómeros es la actividad telomerasa propiamente dicha. La transcriptasa inversa de virus y el resto de ADN polimerasas necesitan un cebador para sintetizar ADN, sin embargo, la telomerasa no necesita dicho cebador.

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Video de interés, relación entre telómeros y envejecimiento


Telomeros y gen P53: ¿Por que envejecemos?
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