Tejidos embrionarios y células madre
Un paciente de Salto recibe un trasplante de médula ósea y, semanas después, su sangre vuelve a fabricar glóbulos rojos y blancos. En un vivero de Canelones, de un trocito de planta de unos pocos milímetros nacen cientos de plantas idénticas. ¿Qué tienen en común estas dos historias? En ambas hay células capaces de dividirse y de convertirse en otros tipos de células. Al final de la página volvemos a ellas.
De una célula a un organismo: tejidos embrionarios
Todos empezamos como una sola célula, el cigoto. Se divide una y otra vez y el embrión se organiza. En los animales, en la etapa de gástrula, las células forman tres capas que se llaman hojas embrionarias:
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Ectodermo: la capa más externa.
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Mesodermo: la capa intermedia.
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Endodermo: la capa más interna.
Cada hoja da origen a distintos tejidos y órganos:
| Hoja | Algunos derivados en el cuerpo humano |
|---|---|
| Ectodermo | epidermis (piel), pelos y uñas, sistema nervioso |
| Mesodermo | músculos, huesos, corazón, sangre, riñones |
| Endodermo | revestimiento del tubo digestivo y de las vías respiratorias, hígado, páncreas |
¿Por qué importa? Porque las células de cada capa se diferencian de manera distinta: activan unos genes y otros no, y así un mismo genoma produce neuronas, células musculares o células del hígado.
En las plantas no hay hojas embrionarias como en los animales. El crecimiento se concentra en los meristemas, tejidos de células que se dividen activamente toda la vida de la planta. Hay meristemas en los extremos de los tallos y de las raíces (los ápices, que hacen crecer la planta en longitud) y en los laterales del tallo y la raíz (el cámbium, que la engrosa). Sus células son pequeñas, de pared fina, y dan origen a los demás tejidos vegetales.
En el desarrollo embrionario animal se forman tres capas de células llamadas hojas embrionarias. Nombrá las tres e indicá cuál de ellas es la más externa.
En el desarrollo embrionario animal se forman tres capas de células llamadas hojas embrionarias. Nombrá las tres e indicá cuál de ellas es la más externa.
En las plantas existen tejidos formados por células que se dividen activamente, llamados meristemas. Indicá en qué zonas de una planta se encuentran los meristemas y qué…
En las plantas existen tejidos formados por células que se dividen activamente, llamados meristemas. Indicá en qué zonas de una planta se encuentran los meristemas y qué función cumplen.
Relacioná cada hoja embrionaria (ectodermo, mesodermo y endodermo) con al menos dos órganos o tejidos del cuerpo humano que se originan a partir de ella. Explicá por qué…
Relacioná cada hoja embrionaria (ectodermo, mesodermo y endodermo) con al menos dos órganos o tejidos del cuerpo humano que se originan a partir de ella. Explicá por qué es importante que las células de cada capa se diferencien de manera distinta.
Qué es una célula madre
Una célula madre es una célula no especializada que cumple dos propiedades:
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Autorrenovación: puede dividirse muchas veces y producir nuevas células madre iguales a ella. Así el «stock» no se agota.
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Diferenciación: puede convertirse en uno o más tipos de células especializadas (neurona, célula muscular, glóbulo rojo…).
Una célula especializada, como una neurona, ya no puede hacer esto: está comprometida con una función. La célula madre, en cambio, mantiene abiertas varias opciones. Elegir una es activar un conjunto de genes y silenciar otros; el ADN es el mismo.
Las células madre se definen por dos propiedades fundamentales. Mencioná cuáles son y explicá brevemente qué significa cada una.
Las células madre se definen por dos propiedades fundamentales. Mencioná cuáles son y explicá brevemente qué significa cada una.
Potencialidad celular: totipotentes, pluripotentes y multipotentes
La potencialidad indica cuántos tipos de células puede originar una célula madre. Cuanto más temprano el desarrollo, mayor es.
| Tipo | Qué puede originar | Dónde se encuentra |
|---|---|---|
| Totipotente | un organismo completo, incluidos los tejidos extraembrionarios (como la placenta) | cigoto y primeras células del embrión (pocos días) |
| Pluripotente | casi todos los tipos celulares del cuerpo, pero no un organismo completo | masa celular interna del blastocisto (embrión temprano) |
| Multipotente | varios tipos celulares de una misma familia o tejido | médula ósea, tejido adiposo, cordón umbilical |
El ejemplo clásico de multipotentes son las células madre hematopoyéticas de la médula ósea: pueden formar glóbulos rojos, glóbulos blancos y plaquetas, pero no neuronas.
Joaquín tiene que completar un cuadro sobre la potencialidad de las células madre. Explicá la diferencia entre células totipotentes, pluripotentes y multipotentes, y dá…
Joaquín tiene que completar un cuadro sobre la potencialidad de las células madre. Explicá la diferencia entre células totipotentes, pluripotentes y multipotentes, y dá un ejemplo de dónde se encuentra cada tipo.
Aplicaciones: medicina regenerativa
La medicina regenerativa busca reparar o reemplazar tejidos dañados usando células madre. La aplicación más antigua y establecida es el trasplante de médula ósea.
Otras líneas de trabajo: piel cultivada para quemados, reparación de cartílago y estudio de enfermedades con células en el laboratorio.
Un paciente de Salto necesita un trasplante de médula ósea por una enfermedad de la sangre. Explicá qué tipo de células madre contiene la médula ósea, qué tipo de…
Un paciente de Salto necesita un trasplante de médula ósea por una enfermedad de la sangre. Explicá qué tipo de células madre contiene la médula ósea, qué tipo de células puede originar y por qué un trasplante de este tipo puede ayudar a recuperar la producción de células sanguíneas.
Células embrionarias y adultas: ventajas y debates éticos
| Embrionarias | Adultas | |
|---|---|---|
| Origen | masa celular interna del blastocisto | tejidos ya formados (médula ósea, grasa, cordón) |
| Potencialidad | pluripotentes | multipotentes |
| Ventaja | gran versatilidad; se multiplican mucho en cultivo | se obtienen del propio paciente, menos riesgo de rechazo, menos objeciones éticas |
| Dificultad | se destruye un embrión; riesgo de formar tumores; posible rechazo | potencial limitado; difíciles de obtener y de multiplicar |
El debate ético está en el estatuto del embrión: para algunos, un embrión merece protección desde la fecundación; para otros, el beneficio médico justifica usar embriones sobrantes de fertilización asistida. Es un tema de bioética donde importan la ciencia, las leyes y los valores de la sociedad. Existen alternativas, como reprogramar células adultas para que vuelvan a ser pluripotentes.
Las células madre embrionarias y las células madre adultas tienen diferentes potencialidades y plantean distintos debates éticos. Compará ambos tipos en cuanto a su…
Las células madre embrionarias y las células madre adultas tienen diferentes potencialidades y plantean distintos debates éticos. Compará ambos tipos en cuanto a su origen, capacidad de diferenciación y aplicaciones terapéuticas. Argumentá qué ventajas y qué dificultades tiene cada una.
Meristemas y cultivo de tejidos vegetales
Las plantas conservan células madre toda su vida en los meristemas. Por eso de un fragmento pequeño se puede regenerar una planta entera. En la micropropagación (cultivo in vitro) se toma un trocito de meristema, se lo coloca en un medio estéril con nutrientes y hormonas vegetales, y se obtienen muchas plantas.
Ventajas frente a la semilla: rapidez, gran número de plantas en poco espacio, plantas sanas (los meristemas suelen estar libres de virus) y todas con las mismas características deseadas.
Limitación: al ser clones no hay variabilidad genética. Si aparece una plaga o enfermedad a la que la variedad es sensible, puede afectar a toda la plantación a la vez.
Un vivero de Canelones quiere multiplicar rápidamente una variedad de planta con buenas características usando cultivo de tejidos a partir de meristemas. Analizá por qué…
Un vivero de Canelones quiere multiplicar rápidamente una variedad de planta con buenas características usando cultivo de tejidos a partir de meristemas. Analizá por qué las células meristemáticas son adecuadas para esta técnica, qué ventajas tiene frente a la reproducción por semillas y qué limitación podría tener respecto de la variabilidad genética de la plantación.
Volvé al principio: el paciente de Salto recupera su sangre porque las células madre de la médula ósea se autorrenuevan y se diferencian; el vivero de Canelones multiplica plantas porque los meristemas conservan células que se dividen y se diferencian.
Resumen
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Las hojas embrionarias (ectodermo, mesodermo, endodermo) dan origen a los tejidos animales; en las plantas, los meristemas mantienen el crecimiento.
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Una célula madre se autorrenueva y se diferencia.
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Según su potencialidad: totipotente (organismo completo), pluripotente (casi todos los tejidos), multipotente (una familia de células).
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El trasplante de médula ósea usa células multipotentes hematopoyéticas.
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Las células embrionarias son más versátiles pero plantean debates éticos; las adultas son más limitadas y más seguras.
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Los meristemas permiten la micropropagación: clones rápidos, pero con poca variabilidad genética.