¿Cuál es la diferencia entre células madre y células germinales?
El 1 de diciembre de 2013, científicos del Centro de Investigación Médica de la Universidad de Columbia transformaron con éxito células madre humanas en células pulmonares y respiratorias funcionales por primera vez.
En abril de 2014, la Agencia Irlandesa de Medicamentos aprobó el primer centro de fabricación de células madre para uso humano de Irlanda y se estableció en la Universidad Nacional de Irlanda en Galway.
Las células madre (cuatro tonos) son células primitivas. En pocas palabras, es una célula primitiva indiferenciada con potencial de diferenciación multidireccional y capacidad de autorreplicación. Es la célula primitiva que forma varios tejidos y órganos de mamíferos. Las células madre tienen forma * * *, generalmente redondas u ovaladas, con un tamaño celular pequeño, núcleos relativamente grandes, principalmente eucromatina, y alta actividad de telomerasa. Las células madre se pueden dividir en células madre embrionarias y células madre adultas.
Las células madre embrionarias son células madre totipotentes y con un alto nivel de desarrollo.
Las células madre (1), mientras que las células madre adultas son multipotentes o pluripotentes. Según la literatura, las células madre son células que tienen potencial de autorrenovación y diferenciación y permanecen en un estado indiferenciado. Incluye células madre embrionarias y células madre adultas. El desarrollo de células madre está influenciado por muchos mecanismos internos y factores microambientales. En la actualidad, se han cultivado con éxito células madre embrionarias humanas in vitro. Investigaciones recientes han descubierto que las células madre adultas pueden diferenciarse lateralmente en otros tipos de células y tejidos, lo que proporciona la base para la aplicación generalizada de las células madre.
Durante el desarrollo embrionario, un único óvulo fecundado puede dividirse y desarrollarse en tejidos u órganos multicelulares. En animales adultos, el metabolismo fisiológico normal o el daño patológico también pueden provocar la reparación y regeneración de tejidos u órganos. La diferenciación embrionaria y la regeneración de tejidos adultos son el resultado de una mayor diferenciación de las células madre. Las células madre embrionarias son totipotentes y tienen la capacidad de diferenciarse en casi todos los tejidos y órganos. Las células madre en tejidos u órganos adultos generalmente se consideran específicas de tejido y solo pueden diferenciarse en células o tejidos específicos.
Sin embargo, esta visión está siendo cuestionada actualmente.
Las últimas investigaciones muestran que las células madre específicas de tejido también tienen el potencial de diferenciarse en otras células o tejidos, lo que abre un espacio más amplio para la aplicación de células madre.
Las células madre tienen la capacidad de autorrenovarse y pueden producir células funcionales altamente diferenciadas.
Basado en el potencial de diferenciación: células madre totipotentes, células madre pluripotentes y células madre pluripotentes.
Según estado de desarrollo: células madre embrionarias, células madre adultas.
Células madre totipotentes: tienen potencial de diferenciación para formar un individuo completo, como las células madre embrionarias (células ES).
Células madre pluripotentes: tienen potencial para diferenciarse en una variedad de tejidos celulares, como células madre hematopoyéticas, células nerviosas, etc.
Las células madre pluripotentes sólo pueden diferenciarse en uno o dos tipos de células estrechamente relacionadas, como las células madre de la capa basal del tejido epitelial y los mioblastos del músculo.
Células madre embrionarias: Las células ES son células muy indiferenciadas. Es totipotente en términos de desarrollo y puede diferenciarse en todos los tejidos y órganos de animales adultos, incluidas las células germinales. La investigación y utilización de células madre embrionarias es uno de los temas centrales en el campo de la bioingeniería. En los próximos años, es probable que la aplicación combinada del trasplante de células madre embrionarias y otras biotecnologías avanzadas conduzca a avances revolucionarios en la medicina de los trasplantes.
Células madre adultas: Muchos tejidos y órganos de animales adultos, como epidermis, sistema hematopoyético, etc., tienen capacidad de repararse y regenerarse. Las células madre adultas desempeñan un papel clave en esto. Bajo ciertas condiciones, las células madre adultas producen nuevas células madre o se diferencian en nuevas células funcionales de acuerdo con ciertos procedimientos, manteniendo así el equilibrio dinámico del crecimiento y deterioro de tejidos y órganos.
Células madre hematopoyéticas: Las células madre hematopoyéticas son la única fuente de diversas células sanguíneas en el cuerpo y se encuentran principalmente en la médula ósea, la sangre periférica y la sangre del cordón umbilical.
El trasplante de células madre hematopoyéticas es el método más eficaz para tratar enfermedades hematológicas, enfermedades genéticas congénitas y enfermedades tumorales metastásicas múltiples. En comparación con el trasplante de médula ósea y el trasplante de células madre de sangre periférica, el trasplante de células madre de sangre de cordón umbilical tiene las ventajas de no tener restricciones de fuente, bajos requisitos de compatibilidad de HLA y no se contamina fácilmente con virus o tumores.
Células madre neurales: La investigación sobre células madre neurales aún está en sus inicios. En teoría, cualquier enfermedad del sistema nervioso central puede atribuirse a una disfunción de las células madre neurales. El trasplante de células nerviosas que contienen células productoras de dopamina en el cerebro de personas con enfermedad de Parkinson puede curar los síntomas de algunos pacientes.
Células madre de sangre periférica: la médula ósea contiene la fuente más importante de células madre hematopoyéticas del cuerpo. Las células madre de sangre periférica se obtienen bombeando la hormona del crecimiento leucocitario (G-CSF) a la sangre y recogiéndola a través de una muestra de sangre. separador de células madre. Debido a que es tan similar a las células madre de la médula ósea, ha reemplazado gradualmente los procedimientos de extracción de médula ósea que requieren anestesia general.
Células madre adiposas: Antiguamente, la mayor parte de la grasa extraída para moldear el cuerpo se desechaba como residuo. Ahora, los expertos médicos han demostrado que la grasa contiene una gran cantidad de células madre mesenquimales, que tienen el potencial de proliferar y diferenciarse en múltiples direcciones in vitro y pueden usarse para la regeneración y reparación de tejidos y órganos.
Las células madre mesenquimales (MSC), un miembro importante de la familia de las células madre, se originan a partir del mesodermo y el ectodermo en las primeras etapas del desarrollo. Las MSC se descubrieron por primera vez en la médula ósea y han atraído cada vez más atención debido a su potencial de diferenciación de múltiples linajes, apoyo hematopoyético, promoción del injerto de células madre, regulación inmune y autorreplicación. Puede diferenciarse en células de tejidos como grasa, hueso, cartílago, músculo, tendón, ligamento, nervio, hígado, miocardio, endotelio, etc. Después del subcultivo y la criopreservación continuos, todavía tiene potencial de diferenciación multidireccional y puede usarse como una célula semilla ideal para reparar el daño de tejidos y órganos causado por el envejecimiento y los cambios patológicos. Los académicos prefieren cada vez más las células madre mesenquimales de la médula ósea debido a sus amplias fuentes, su fácil aislamiento y cultivo, su fuerte potencial de diferenciación y su trasplante autólogo.
Diferenciación de Células Madre Embrionarias
Las células madre embrionarias son pluripotentes, lo que se caracteriza por la capacidad de las células de diferenciarse en varios tejidos, pero no pueden desarrollarse en individuos por sí solas. Puede transformarse en un miembro del ectodermo, mesodermo y endodermo, y luego transformarse en más de 220 tipos de células en el cuerpo humano.
La diferenciación totipotente es la principal diferencia entre las células madre embrionarias y las células madre pluripotentes que se encuentran en los adultos: las células madre pluripotentes sólo pueden transformarse en ciertos tipos de células específicas. En ausencia de estimulación de rotación diferencial proporcionada por el mundo exterior (es decir, crecimiento en un entorno experimental), las células madre embrionarias aún pueden mantener una diferenciación pluripotente después de múltiples divisiones celulares. Sigue siendo controvertido si las células madre adultas pueden mantener la diferenciación pluripotente. Sin embargo, algunos estudios sugieren que se pueden generar células madre pluripotentes a partir de fibroblastos.
Células madre embrionarias
Células madre embrionarias (células madre embrionarias).
Células madre embrionarias Cuando un óvulo fertilizado se divide en un blastocisto, las células de la masa celular interna son células madre embrionarias. Las células madre embrionarias son totipotentes, autorrenovables y capaces de diferenciarse en todos los tejidos del cuerpo. Ya en 1970, Martin Evans aisló células madre embrionarias de ratones y las cultivó in vitro. Hasta hace poco, el cultivo in vitro de células madre de embriones humanos no había tenido éxito.
Además, las células madre embrionarias (células ES) son células muy indiferenciadas. Es totipotente en términos de desarrollo y puede diferenciarse en todos los tejidos y órganos de animales adultos, incluidas las células germinales. La investigación y utilización de células madre embrionarias es uno de los temas centrales en el campo de la bioingeniería. La investigación sobre las células ES se remonta a la década de 1950, y la investigación biológica sobre las células ES comenzó con el descubrimiento de las células madre de teratoma (células EC).
Actualmente, gran parte del trabajo de investigación se lleva a cabo en células ES de ratón. Por ejemplo, el año pasado equipos médicos de Alemania y Estados Unidos trasplantaron con éxito células gliales cultivadas a partir de células ES en ratones experimentales. Desde entonces, investigadores de Missouri han restaurado parte de las extremidades de un gato paralizado mediante un trasplante de células embrionarias de ratón. Con el estudio en profundidad de las células ES, la comprensión de las células ES humanas por parte de los científicos biológicos ha entrado en una nueva etapa. A finales de 1998, dos grupos de investigación cultivaron con éxito células madre embrionarias humanas y mantuvieron la totipotencia de las células madre embrionarias para diferenciarlas en diversas células somáticas. Esto hace posible que los científicos utilicen células madre de embriones humanos para tratar diversas enfermedades. Sin embargo, la investigación con células madre embrionarias humanas ha causado una gran controversia en todo el mundo.
Por consideraciones sociales y éticas, algunos países incluso han prohibido la investigación con células madre de embriones humanos. Ya sea desde la perspectiva de la investigación básica o de la aplicación clínica, los beneficios de las células ES humanas superan con creces el posible impacto negativo sobre la ética y la moralidad, por lo que existen fuertes llamados a la investigación sobre células ES humanas.
Células madre adultas
Muchos tejidos y órganos de animales adultos, como epidermis, sistema hematopoyético, etc., tienen capacidad de reparación y regeneración. Las células madre adultas desempeñan un papel clave en esto. Bajo ciertas condiciones, las células madre adultas producen nuevas células madre o se diferencian en nuevas células funcionales de acuerdo con ciertos procedimientos, manteniendo así el equilibrio dinámico del crecimiento y deterioro de tejidos y órganos. Anteriormente se pensaba que las células madre adultas incluyen principalmente células madre epiteliales y células madre hematopoyéticas. Investigaciones recientes muestran que el tejido neural que se cree que no es regenerable todavía contiene células madre neurales, lo que sugiere que las células madre adultas están en todas partes. El problema es cómo encontrar y aislar diversas células madre específicas de tejido. Las células madre adultas suelen residir en un microambiente específico. Las células mesenquimales en el microambiente pueden producir una serie de factores de crecimiento o ligandos que interactúan con las células madre y controlan la renovación y diferenciación de las células madre.
Células madre hematopoyéticas
Las células madre hematopoyéticas son la única fuente de diversas células sanguíneas en el cuerpo y se encuentran principalmente en la médula ósea, la sangre periférica, la sangre del cordón umbilical y el tejido placentario. A principios de este año, Pang Wenxin del Instituto de Hematología de la Facultad de Medicina de la Unión de Pekín descubrió células madre con potencial hematopoyético en el tejido muscular. El trasplante de células madre hematopoyéticas es el método más eficaz para el tratamiento de enfermedades hematológicas, enfermedades hereditarias congénitas y enfermedades tumorales malignas múltiples y metastásicas.
En el tratamiento clínico se utilizaron anteriormente células madre hematopoyéticas. En la década de 1950, el trasplante de médula ósea (TMO) se utilizaba para tratar enfermedades de la sangre. A finales de la década de 1980, la tecnología de trasplante de células madre de sangre periférica se hizo popular gradualmente, la mayoría de las cuales eran trasplantes autólogos de células madre de sangre periférica. Fue superior al tratamiento convencional en términos de mejorar la eficiencia del tratamiento y acortar el curso del tratamiento y los resultados. fueron satisfactorios. En comparación con los dos, el trasplante de células madre de sangre de cordón umbilical tiene las ventajas de no tener restricciones de fuente, bajos requisitos de compatibilidad de HLA y no se contamina fácilmente con virus o tumores.
A principios de este año, el primer trasplante de células madre de sangre de cordón umbilical en el noreste de China tuvo éxito, inyectando nueva vitalidad a la tecnología de trasplante de células madre hematopoyéticas de mi país. Con la mejora continua de la tecnología de trasplante de células madre de sangre de cordón umbilical, puede reemplazar el estado actual de APBSCT y traer buenas noticias a más pacientes con enfermedades de la sangre y tumores malignos en todo el mundo.
Células madre neurales
Células madre neurales La investigación sobre las células madre neurales comenzó tarde. Debido a que el tejido cerebral fetal necesario para aislar las células madre neurales es difícil de obtener y la controversia sobre la investigación con células embrionarias aún no ha disminuido, la investigación sobre células madre neurales aún está en sus inicios. En teoría, cualquier enfermedad del sistema nervioso central puede atribuirse a una disfunción de las células madre neurales. Debido a la existencia de la barrera hematoencefálica, no habrá rechazo inmunológico en el cerebro ni en la médula espinal después de trasplantar las células madre al sistema nervioso central. Por ejemplo, el trasplante de células madre neurales que contienen células productoras de dopamina en el cerebro de personas con enfermedad de Parkinson puede curar los síntomas de algunos pacientes. Además, las funciones de las células madre neurales también se pueden ampliar a las pruebas de fármacos, que desempeñan un papel determinado a la hora de juzgar la eficacia y la toxicidad de los fármacos. De hecho, hasta el momento todavía hay muchos puntos ciegos en la comprensión que la gente tiene de las células madre. A principios de 2000, investigadores estadounidenses descubrieron accidentalmente la existencia de células madre en el páncreas; investigadores canadienses descubrieron "células madre latentes" en las retinas de humanos, ratones y ganado. Algunos científicos han confirmado que las células madre de la médula ósea pueden convertirse en células hepáticas y las células madre del cerebro pueden convertirse en células sanguíneas.
Con la continua expansión del campo de la investigación con células madre, las personas tendrán una comprensión más completa de las células madre. El siglo XXI es una era de las ciencias biológicas y una era que crea milagros mundiales para la salud y la longevidad humanas. La aplicación de células madre tendrá amplias perspectivas.
Células madre musculares
Los mioblastos pueden desarrollarse y diferenciarse en mioblastos, que pueden fusionarse entre sí para formar fibras musculares multinucleadas, formando la estructura más básica del músculo esquelético.
Células madre mesenquimales de la médula ósea
Las células madre mesenquimales (MSC) son miembros importantes de la familia de las células madre y se derivan del mesodermo y el ectodermo en las primeras etapas del desarrollo. Las MSC se descubrieron originalmente en la médula ósea y han atraído cada vez más atención debido a su potencial de diferenciación multilinaje, soporte hematopoyético y funciones como la promoción de la implantación de células madre, la regulación inmune y la autorreplicación.
Por ejemplo, las células madre mesenquimales pueden diferenciarse en células de tejido tales como grasa, hueso, cartílago, músculo, tendón, ligamento, nervio, hígado, miocardio, endotelio, etc. bajo condiciones de inducción específicas in vivo o in vitro después del cultivo y paso continuo. criopreservación, todavía tienen Con potencial de diferenciación multidireccional, puede usarse como una célula semilla ideal para reparar el daño de tejidos y órganos causado por el envejecimiento y los cambios patológicos. Los académicos prefieren cada vez más las células madre mesenquimales de la médula ósea debido a sus amplias fuentes, su fácil aislamiento y cultivo, su fuerte potencial de diferenciación y su capacidad de trasplante autólogo. Se las considera las mejores células madre para introducirlas en el tratamiento clínico.
Las células madre mesenquimales de Barrow tienen las siguientes ventajas:
1. Tienen una gran capacidad de proliferación y un potencial de diferenciación multidireccional en entornos in vivo o in vitro adecuados, no solo pueden hacerlo. diferenciarse en células hematopoyéticas también puede diferenciarse en células como células musculares, células hepáticas, osteoblastos, condrocitos y células estromales.
2. Tiene función inmunomoduladora, inhibiendo la proliferación de células T y su respuesta inmune mediante interacciones célula-célula y la producción de citoquinas, desempeñando así un papel en la reconstrucción inmune.
3. Tiene las características de fuente conveniente, fácil aislamiento, cultivo, amplificación y purificación. Todavía tiene las características de las células madre después de repetidos pases y amplificaciones, y no hay reacción de rechazo inmunológico.
Células madre del corazón
Científicos israelíes han desarrollado un corazón hecho de células madre, que se forman mediante la división de células madre.
Células madre hematopoyéticas de la placenta
La placenta es el lugar donde el feto y la madre intercambian sangre, y contiene una microcirculación sanguínea muy rica. La placenta es uno de los primeros órganos que se forma en el útero de la madre durante el desarrollo humano. La placenta contiene una gran cantidad de células madre tempranas, incluidas abundantes células madre hematopoyéticas. Estas células madre realizan funciones hematopoyéticas en la placenta. Las células madre hematopoyéticas contenidas en la placenta que se extrae después del nacimiento del niño pueden diferenciarse en los antepasados de varias células sanguíneas (glóbulos rojos, glóbulos blancos, plaquetas, etc.) y pueden realizar funciones hematopoyéticas cuando se inyectan en el cuerpo. .
Células madre pluripotentes de placenta
Las células madre subtotipotentes aparecen entre el día 5 y 7 de la formación embrionaria y pueden diferenciarse en más de 200 tejidos y órganos humanos, pero no pueden formar una célula completa. cuerpo humano. Las células madre totipotentes placentarias son una familia de células madre totipotentes derivadas de la placenta neonatal. Están cerca de las células madre embrionarias en la etapa de desarrollo y tienen la capacidad de diferenciarse en células tisulares de tres capas germinales, pero no forman teratomas.
Células germinales se refieren a espermatozoides, óvulos, espermatogonias, oogonias, etc.
Células germinales
Células germinales
Término general para las células de organismos multicelulares que pueden reproducir descendencia. Incluyendo células germinales primordiales y células germinales terminalmente diferenciadas. Las especies dependen principalmente de las células germinales para su continuación y reproducción.
Los organismos unicelulares muestran signos de diferenciación de células germinales. Por ejemplo, los hongos de paja tienen algunas células reproductivas grandes entre las células vegetativas, en su mayoría pequeñas.
En la ontogenia, las células germinales se determinan en las primeras etapas de desarrollo. En algunos animales, el factor decisivo se remonta a la calidad de los huevos de la generación anterior. Por ejemplo, hay un área citoplásmica especial en la parte posterior de los huevos de Drosophila, que contiene pequeñas partículas ricas en ARN llamadas gránulos polares. Después de la fertilización y la escisión, las células que contienen gránulos polares se denominan células polares y son las células germinales primordiales de Drosophila. Si esta última sustancia polar se inyecta en la parte frontal del óvulo, las células destinadas a convertirse en células somáticas pueden convertirse en células germinales. Una vez identificadas las células germinales en el embrión de mamífero, deben migrar a las gónadas y diferenciarse allí.
Las células reproductoras se pueden dividir en esporas y gametos. Las esporas son células reproductivas que no necesitan cooperar, mientras que los gametos son células reproductivas que pueden desarrollarse sólo después de cooperar para formar un cigoto.