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WASHINGTON (AP) — Durante 60 años, los médicos pensaron que las mujeres nacían con todos los óvulos que tendrían. Ahora científicos de Harvard desafían ese dogma y aseguran haber descubierto que los ovarios de las mujeres jóvenes guardan células madre muy inusuales capaces de producir nuevos óvulos.

Si se confirma el reporte del domingo publicado en la revista Nature Medicine, aprovechar esas células madre podría permitir algún día dar mejores tratamientos a las mujeres que son infértiles por enfermedad o simplemente porque están envejeciendo.

“Nuestro punto de vista actual de la edad ovárica está incompleto. Hay mucho más en el relato que simplemente dejar escapar poco a poco un acervo fijo de óvulos”, dijo el principal investigador Jonathan Tilly, del Hospital General de Massachusetts de Harvard, quien durante mucho ha seguido estas células en una serie de controvertidos estudios.

El trabajo anterior de Tilly provocó feroz escepticismo y expertos independientes pidieron ser cautelosos con los más recientes hallazgos.

Un paso clave es ver si otros laboratorios pueden verificar el trabajo. En caso de hacerlo, llevaría años de investigación adicional aprender a usar esas células, dijo Teresa Woodruff, jefa de preservación de fertilidad en la facultad de medicina Feinberg en la Universidad del Noroeste.

Sin embargo, una investigación así podría ayudar a dispersar algunos de los misterios más perdurables que rodean a cómo se forman y maduran los óvulos humanos.

Durante mucho tiempo, a los científicos se les enseñó que las mamíferas nacen con un suministro finito de células ovulares llamadas ovocitos, que se agotan cuando llegan a mediana edad. Tilly rechazó por primera vez esta idea en 2004 al reportar que los ovarios de una rata adulta resguardan algunas células madre capaces de producir óvulos. El científico dijo que hace poco, un laboratorio en China y otro en Estados Unidos también hallaron estas células en ratones.

Todavía existe un largo camino para mostrar que estos óvulos madurarán y serán viables, dijo David Albertini, director del Centro de Ciencias Reproductivas de la Universidad de Kansas.

Tilly argumenta que usar las células madre para cultivar óvulos en el laboratorio algún día ayudará a preservar la fertilidad de las pacientes con cáncer. Hoy, en diversos laboratorios como el Woodruff, congelan partes de ovarios de niñas antes de ser sometidas a radiación o quimioterapia. Y estudian cómo hacer madurar los óvulos que puedan ser utilizados en fertilización in vitro para cuando las niñas crezcan.

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El estudio, publicado en la publicación especializada Cell, relaciona la base celular de la formación de la memoria con el nacimiento de nuevas neuronas, siendo esto un hallazgo que podría crear nuevos objetivos farmacológicos para el tratamiento de trastornos de la memoria.

Los resultados también sugieren que un desequilibrio entre neuronas jóvenes y viejas en el cerebro podría alterar la formación normal de la memoria durante un estrés traumático y el envejecimiento.

“En los animales, las experiencias traumáticas y el envejecimiento, a menudo, disminuyen el nacimiento de nuevas neuronas en el giro dentado. En los seres humanos, estudios recientes han encontrado disfunciones en el giro dentado, relacionadas con la memoria, durante el envejecimiento normal”, afirmó el Premio Nobel de Medicina Susumu Tonegawa, uno de los autores del estudio y director del Centro RIKEN-MIT.

Tonegawa y su equipo de colaboradores probaron, en ratones, dos tipos de procesos de la memoria: la separación de patrones, proceso por el cual el cerebro distingue entre eventos similares, y la terminación de patrones, que se utiliza para recuperar contenido detallado de los recuerdos. Los neurocientíficos han pensado, durante mucho tiempo, que estos dos procesos opuestos y en conflicto se producen en diferentes circuitos neuronales.

Hasta el momento se creía que el papel del giro dentado –una estructura con notable plasticidad– en condiciones que van desde la depresión a la lesión cerebral traumática se encargaba de la separación de patrones, y que la región CA3 se ocupaba de la terminación de patrones. Sin embargo, los investigadores han descubierto que las neuronas del giro dentado pueden realizar ambos procesos, dependiendo de la edad de las células.

Los investigadores evaluaron la separación de patrones en ratones que habían aprendido a distinguir entre dos habitáculos similares: uno seguro y otro que producía una descarga poco agradable en las patas.

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Una nueva técnica para insertar células madre en tejidos dañados podría permitir en un futuro la regeneración de órganos y reducir la dependencia de las donaciones, según publica hoy la revista británica “The Lancet”.

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El doctor Porfirio Hernández, coordinador del Grupo Nacional de Medicina Regenerativa, del Ministerio de Salud Pública, señaló a Granma que si bien el uso de tan avanzado proceder aún está en fase de ensayos clínicos con estrictos criterios de selección, los resultados son prometedores y similares a los obtenidos en países desarrollados, al evitar en la mayoría de los enfermos algún tipo de amputación de envergadura.

Precisó que los estudios referidos a las aplicaciones de células madre se hacen ya en diez provincias. La Habana encabeza la relación de más casos atendidos con 1 564, seguida por Pinar del Río (1 028); Matanzas (388); Villa Clara (263) y Artemisa (177).

Después de Angiología, el mayor número de pacientes tratados por la llamada terapia celular regenerativa pertenece al campo de la Ortopedia y la Traumatología. Al finalizar el 2011 sumaban 1 261 los beneficiados por los implantes en esa especialidad.

Según informó el doctor Hernández, Cuba tiene logros que constituyen verdaderos aportes a la literatura científica internacional en esta esfera, como es la mejoría experimentada en individuos con linfedemas crónicos de los miembros inferiores, y la respuesta favorable que se obtuvo en un menor aquejado de fibrosis pulmonar idiopática, en quien el tratamiento basado en el injerto de células madre evitó la necesidad de hacer un trasplante de pulmón.

Las células madre son aquellas capaces de experimentar divisiones ilimitadas y dar origen a distintos tipos de células que existen en el cuerpo. Tienen la propiedad de regenerar tejidos dañados por enfermedades, traumas o envejecimiento, y pueden obtenerse de la médula ósea, sangre periférica, córnea, cerebro, pulmón, endometrio, y de otros órganos y tejidos.

Orfilio Peláez
pelaez@granma.cip.cu

La mayoría de los tejidos del cuerpo poseen una población específica de células madre que permiten su regeneración cuando se produce algún daño

EFE – Una nueva técnica para insertar células madre en tejidos dañados podría permitir en un futuro la regeneración de órganos y reducir la dependencia de las donaciones, según publica hoy la revista británica “The Lancet”.

La mayoría de los tejidos del cuerpo poseen una población específica de células madre que permiten su regeneración cuando se produce algún daño.

Sin embargo, cuando el daño está demasiado extendido, estas células no son suficientes y es necesario recurrir a un trasplante, una intervención que se repite más de 104.000 veces al año en todo el mundo.

Los últimos avances de la medicina regenerativa han hecho que la reconstrucción de órganos y tejidos a partir de células madre parezca cada vez más posible, una terapia que contribuiría a reducir la demanda de órganos.

Ahora, científicos del Instituto Karolinska de Estocolmo (Suecia) y del Kings College de Londres han logrado construir un “andamio artificial” en tres dimensiones, a partir de la matriz extracelular, una especie de red en la que están inmersas las células que forman un tejido.

En esta red los expertos insertarían un conjunto de células madre, que carecen de una función concreta y que conservan la capacidad de dividirse sin perder sus propiedades y convertirse en otras células.

Las células madre insertadas darían lugar a un órgano o un tejido completamente funcional, según explicó Paolo Macchiarini, del Instituto Karolinska de Estocolmo y principal autor del artículo.

Este enfoque ya ha tenido éxito en la reparación de varios tejidos, como la tráquea, el esófago o el músculo esquelético en modelos de animales y de seres humanos, según detalló Macchiarini, quien se mostró optimista sobre los resultados para la regeneración de órganos como el hígado, el corazón y el pulmón.

“Con la supervisión científica y ética adecuada esta técnica puede servir como una plataforma para la ingeniería de órganos completos y otros tejidos, y convertirse, en un futuro, en un enfoque terapéutico viable para satisfacer la demanda de órganos”, afirmó Macchiarini.

Para ello, sin embargo, los investigadores deben identificar aún cuáles son la procedencia más adecuada de células madre para cada uno de los órganos, el material óptimo para este “andamio” y la muestra de pacientes apropiados para recibir este tipo de tratamiento.

Macchiarini alertó también sobre las presiones para avanzar con esta técnica y pidió un “compromiso ético” que garantice la seguridad de los pacientes y que los resultados no se vean comprometidos.

Entre los dilemas éticos que genera este descubrimiento figura, según este investigador, la transparencia en cuanto a las técnicas utilizadas, la procedencia de las células madres o los costes finales para los pacientes.

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When a group of immigrants moves into a community in large numbers, so much attention is usually focused on how they are different . in language, customs, appearance, and so on . from everyone else, that little notice is taken of how different they may be from each other. It is only after some time that new immigrant groups tend to be seen as diverse sets of people defined by their individuality, and not merely by their shared group characteristics.
Similar things may be said about stem cells. Although not a new subject in biology, in the last decade and a half, stem cells seem truly to have exploded onto the scene of biological research (Figure 1). Not surprisingly, attitudes about stem cells have focused largely on the ways in which they are different from other cells. Thus, basic research on stem cells has been dominated by a search for explanations of properties thought to be common to stem cells, such as self-renewal, immortality, pluripotency and asymmetry of division. Yet in recent years, there has been growing awareness that such properties are not unique to stem cells, nor do all types of stem cells necessarily possess them, nor do those that possess them manifest them at all times. Such recognition that there is diversity and plasticity among types of stem cells has freed us to start paying closer attention to the diversity of behaviors displayed by individual stem cells, even within supposedly homogeneous groups.
Do stem cells play dice?
Nowhere is such individuality more evident than in clonal-analysis studies, which involve the tracking of stem cells and their offspring over time. Clonal analysis has a long history in the stem-cell field, going back to pioneering work on hematopoietic stem cells in the early 1960s [1]. Such work has always suggested that stem cells behave stochastically . essentially rolling dice at each cell division to determine whether to make two progeny that are both stem cells, two progeny that are non-stem cells, or one of each [2]. Yet for years, most biologists have espoused a deterministic view, in which stem cells all behave in predetermined ways, usually dividing asymmetrically (at least under normal circumstances), to produce one stem cell and one etransit-amplifying cellf, which then replicates itself a fixed number of times before finally differentiating [3,4].
The widespread adoption by biologists of the deterministic, stem/transit-amplifying model should be seen less as an unwillingness to accept the possibility of stochastic stem-cell behavior than as an expression of hope that the degree of individuality that stem cells display is sufficiently small as to be negligible. Alas, that hope now appears to have been thoroughly dashed by a series of recent studies involving some of the most widely studied tissue stem-cell systems [5-7]. In one case . the mouse small intestine . direct observations indicate that the proportion of times that stem cells divide asymmetrically is astonishingly small, on the order of 20%; the rest of the time they choose equally between making either two stem cells or differentiating [7]. In other cases, such as mouse interfollicular epidermis, asymmetric divisions are more frequent, but still far from exclusive [5].
Rather than having a negligible impact, such behavior should produce highly characteristic and meaningful
The individuality of stem cells
Arthur D Lander*
COMMENT Open Access
*Correspondence: adlander@uci.edu
2638 Biological Sciences III, University of California Irvine, Irvine, CA 92697-2300, USA
Figure 1. Publications indexed on PubMed by MeSH major topic estem cellf, from 1970 to 2010, as a percentage of total indexed publications. Between 1995 and 2008, the rate of publication on stem cells increased threefold faster than the overall publication rate (which itself nearly doubled over the same period).
197019801990200020100.00.20.40.60.8Year Percent of publications
Lander BMC Biology 2011, 9:40

http://www.biomedcentral.com/1741-7007/9/40

c 2011 Lander; licensee BioMed Central Ltd. This is an Open Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution License (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0), which permits unrestricted use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited.
patterns of clonal dynamics. This is a reflection of the fact that every stem-cell division that produces two differentiated cells (symmetric differentiation) will extinguish a stem-cell clone, whereas every stem-cell division that produces two stem cells (symmetric renewal) will make a clone significantly less likely to be extinguished in the near future. Accordingly, if one were to track the behaviors of a population of stem cells in a tissue, one would observe that many undergo a small number of divisions before being absorbed into the pool of differentiated cells, whereas a subset seems to undergo division for a very long time without all differentiating. Remarkably, it was observations of precisely this sort in the epidermis that first led to the formulation of the stem/transit-amplifying model [3,4]. In other words, as has now been clearly pointed out [5], what was originally thought to be evidence for the existence of two distinct cell types (stem and transit-amplifying) is just as easily interpreted as evidence for a single cell type behaving stochastically. Not only must we accept the possibility that transit-amplifying cells do not exist, we have to face the fact that our reasons for believing in them in the first place may never have been very good.
Interestingly, the basic statistical arguments that make this point had been published more than a decade before the formulation of the stem/transit-amplifying model, in a series of theoretical papers motivated by the behaviors of hematopoietic clones (see, for example, [2,8]). Why this work had little impact on the community of researchers working on stem cells in solid tissues is unknown, but may reflect a traditional view among experimental biologists that one should resort to mathematical and statistical arguments only when more intuitive kinds of reasoning fail. Fortunately, such attitudes appear to be changing, perhaps as a result of increased recognition of the importance of stochastic phenomena in biology in general [9]. In this issue of BMC Biology, for example, Dingli and Pacheco [10] discuss the implications of stochastic stem-cell dynamics on the accumulation of mutations in stem-cell populations. They illustrate how such dynamics explain several clinically relevant phenomena, including the observed high rate at which certain kinds of acquired hematological disorders spontaneously cure themselves.
Implications of stochastic stem-cell behavior
Further exploration of the relationships between stochastic stem-cell dynamics, mutation and natural selection in other organ systems is clearly warranted. One obvious question is whether there is an optimal relationship between the degree of division asymmetry that a stem-cell population exhibits, the size of the population, and the rates at which mutations accumulate or are flushed out by clonal extinction. Other questions concern the impact of ever-decreasing clonal diversity on stem-cell aging. Still others concern the impact, on mutation accumulation and aging, of the arrangement of stochastically behaving stem cells into clonal hierarchies, with erestingf and eactivef stem cells that divide at very different rates.
In addition to its implications for the way in which heritable genetic changes accumulate, the stochastic behavior of stem cells has implications for the way in which tissue growth, homeostasis and regeneration are controlled. The reasons for this are simple: if the stem cells in a given tissue all behave alike . always dividing asymmetrically, always producing the right differentiated cell types at the right times . then there is much less that needs to be controlled than if such stem cells roll dice to make their decisions. For example, in a constantly turning-over tissue, homeostasis requires that the number of symmetric renewal divisions exactly equals the number of symmetric differentiation divisions, or else the tissue will either grow without limit or shrink to extinction. How can such equal loading of dice be ensured in every cell? It has recently been argued that feedback regulation of renewal probabilities by secreted molecules (chalones) must play a role in such control [11.13]. Not just renewal probabilities, but the fate choices of stem-cell progeny also seem to be regulated by feedback control [14,15]. Whether stem-cell division symmetry is itself the object of control is an open question, but the fact that symmetry proportions vary widely, but consistently, among tissues suggests that it may be [5,7].
The need and opportunity for multiple levels of control of stochastic stem-cell behaviors suggests a novel interpretation of the traditional concept of the stem cell enichef. Usually viewed as hospitable locations in which stem cells must reside in order to display their intrinsic characters, niches may turn out to have less to do with the need to keep stem cells in a stem-like state than with the need to achieve control and coordination over the intrinsic individuality of stem cells. In effect, stem cell niches may represent naturefs way of stating that harmony within populations is more efficiently achieved by acknowledging, cultivating and managing individuality than by suppressing it. There is an obvious lesson in this for human populations. Indeed, it is a lesson that encounters with immigrant groups can, under the right circumstances, help us learn.
Published: 7 June 2011
References
1. Siminovitch L, McCulloch EA, Till JE: The distribution of colony-forming cells among spleen colonies. J Cell Physiol 1963, 62:327-336.
2. Till JE, McCulloch EA, Siminovitch L: A stochastic model of stem cell proliferation, based on the growth of spleen colony-forming cells. Proc Natl Acad Sci U S A 1964, 51:29-36.
Lander AD BMC Biology 2011, 9:40

http://www.biomedcentral.com/1741-7007/9/40

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3. Potten CS: The epidermal proliferative unit: the possible role of the central basal cell. Cell Tissue Kinet 1974, 7:77-78.
4. Potten CS: Cell replacement in epidermis (keratopoiesis) via discrete units of proliferation. Int Rev Cytol 1981, 69:271-318.
5. Clayton E, Doupe DP, Klein AM, Winton DJ, Simons BD, Jones PH: A single type of progenitor cell maintains normal epidermis. Nature 2007, 446:185-189.
6. Klein AM, Nakagawa T, Ichikawa R, Yoshida S, Simons BD: Mouse germ line stem cells undergo rapid and stochastic turnover. Cell Stem Cell 2010, 7:214-224.
7. Snippert HJ, van der Flier LG, Sato T, van Es JH, van den Born M, Kroon-Veenboer C, Barker N, Klein AM, van Rheenen J, Simons BD, Clevers H: Intestinal crypt homeostasis results from neutral competition between symmetrically dividing Lgr5 stem cells. Cell 2010, 143:134-144.
8. Vogel H, Niewisch H, Matioli G: Stochastic development of stem cells. J Theor Biol 1969, 22:249-270.
9. Raj A, van Oudenaarden A: Single-molecule approaches to stochastic gene expression. Annu Rev Biophys 2009, 38:255-270.
10. Dingli D, Pacheco J: Stochastic dynamics and the evolution of mutations in stem cells. BMC Biol 2011, 9:41.
11. Lander AD, Gokoffski KK, Wan FY, Nie Q, Calof AL: Cell lineages and the logic of proliferative control. PLoS Biol 2009, 7:e15.
12. Kirouac DC, Madlambayan GJ, Yu M, Sykes EA, Ito C, Zandstra PW: Cell-cell interaction networks regulate blood stem and progenitor cell fate. Mol Syst Biol 2009, 5:293.
13. Marciniak-Czochra A, Stiehl T, Ho AD, Jager W, Wagner W: Modeling of asymmetric cell division in hematopoietic stem cells . regulation of self-renewal is essential for efficient repopulation. Stem Cells Dev 2009, 18:377-385.
14. Kim J, Wu HH, Lander AD, Lyons KM, Matzuk MM, Calof AL: GDF11 controls the timing of progenitor cell competence in developing retina. Science 2005, 308:1927.
15. Reh TA: Cell-specific regulation of neuronal production in the larval frog retina. J Neurosci 1987, 7:3317.
doi:10.1186/1741-7007-9-40
Cite this article as: Lander AD: The individuality of stem cells. BMC Biology

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En el año 2006 Takahashi and Yamanaka realizaron un importante descubrimiento, cuando introdujeron cuatro genes especificos , asociados con el desarrollo embrionario dentro de las celulas adultas del ratón. Estas células se reprogramaron de forma que semejaron a las celulas madre embrionarias y se denominaron células pluripotentes inducidas IPS, por su siglas en inglés.
Este hallazgo ha servido de base a numerosas investigaciones y ha contribuido al avance de la terapia celular ya que ofrecen la promesa de una terapia especifica para el paciente . Pero un estudio reciente cuestiona este hecho y plantea que aun cuando inmunologicamente sean compatibles , estas células pueden ser rechazadas despues del trasplante.

Stem cells: iPS cells under attack

  • Nature Volume: 474, Pages: 165–166
Date published: (09 June 2011) DOI: doi:10.1038/474165a

Immunogenicity of induced pluripotent stem cells

Journal name: Nature Volume: 474, Pages212–215
Date published: (09 June 2011) DOI: doi:10.1038/nature10135
Received 07 July 2010 Accepted 19 April 2011
Published online 13 May 2011