Tipos y productos de células madre en biorreactores

Las células madre se definen como células que tienen la capacidad de autorrenovarse y diferenciarse en células maduras de un tejido particular. Es esta capacidad de autoperpetuarse y producir grandes cantidades de células terapéuticamente activas lo que ha generado un interés significativo en torno al uso de células madre para no solo tratar los síntomas, sino potencialmente curar las afecciones subyacentes.

Las terapias con células madre han existido durante varios años con el primer trasplante alogénico exitoso de médula ósea que tuvo lugar en 1968. La médula ósea contiene varias poblaciones de células madre, particularmente relacionadas con la producción de células sanguíneas. Las células madre hematopoyéticas (HSC) forman la gran mayoría de los ensayos clínicos de terapia celular y se están utilizando para tratar tumores malignos hematológicos, así como otras indicaciones oncológicas. Estas HSC generalmente se trasplantan de un paciente a otro sin que se produzca ninguna expansión celular; sin embargo, hay sistemas disponibles para expandir estas células en suspensión. Además de las HSC, la médula ósea también contiene una población de células adherentes y auto-renovables, denominadas células madre mesenquimales o estromales.

Desde que Arnold Caplan introdujo por primera vez el término células madre mesenquimales a principios de la década de 1990, se ha generado mucha emoción en torno al potencial de las MSC para tratar y, en algunos casos, curar enfermedades, como diabetes, accidente cerebrovascular e infarto de miocardio. Este interés se debe principalmente a su facilidad de aislamiento, así como a su capacidad de proliferar ex vivo en condiciones de cultivo apropiadas. Según se informa, las MSC humanas se han aislado de muchos tipos de tejidos como la médula ósea, el tejido adiposo, el cordón umbilical y la sangre del cordón umbilical con su supuesto mecanismo de acción pensado para ser una combinación de: modulación del sistema inmunitario del propio paciente, liberación de factores tróficos para estimular la regeneración del tejido nativo y reducción de la respuesta inflamatoria del tejido nativo del paciente. Parte del criterio de definición para un MSC es la capacidad de diferenciarse en diferentes tipos de células, incluidos osteoblastos, condrocitos y adipocitos. Junto con las características deseables descritas, las MSC también han recibido mucha atención debido a su capacidad para el trasplante no compatible de donantes sin formación ectópica y su no injerto después de la infusión, logrando su modo de acción a través de un mecanismo de «golpear y correr». Son estas propiedades únicas las que han convertido a las MSC en una opción popular para las compañías que desarrollan productos de células madre mediante biorreactores, con varias empresas en el desarrollo clínico en etapas avanzadas de productos dirigidos a trastornos inmunes, enfermedades cardiovasculares y condiciones neurológicas. 

Desde el descubrimiento de las células madre embrionarias en 1998, las células madre pluripotentes han sido investigadas como una fuente prometedora de células madre debido a su capacidad de autorrenovarse y formar todos los tejidos del cuerpo. En 2010, 3mpresas comenzaron a adentrarse en el desarrollo clínico con productos alogénicos para el tratamiento de la lesión de la médula espinal.  Las células humanas maduras, como los fibroblastos dérmicos, también pueden reprogramarse para convertirse en pluripotentes utilizando una técnica que implica la transducción de factores de transcripción definidos. Esta novedosa técnica permite el desarrollo de células madre pluripotentes específicas del paciente, denominadas células madre pluripotentes inducidas. Parece que a medida que el campo se desarrolla, las células iPS toman cada vez más el lugar de los ESC como la célula pluripotente de elección con restricciones éticas reducidas asociadas con la destrucción y manipulación de embriones humanos. Las células iPS humanas también tienen el potencial de ser específicas del paciente, lo que reduce el potencial de rechazo inmunológico y abre oportunidades para su uso como terapia celular personalizada.