Universitario · En inglés
Placenta
Ornella Parolini
Taylor & Francis Group, 2021
Manual universitario sobre la placenta como fuente de células madre: su fisiología, citología y los métodos de uso en terapias celulares y de tejidos.
¿Qué son las células madre y para qué sirven?
Una célula madre es una célula sin especializar que puede dividirse sin límite y, en determinadas condiciones, convertirse en células con una función concreta. Gracias a eso el cuerpo renueva y repara tejidos como la sangre, la piel o el músculo, y también se estudian en el laboratorio.
En esta lecciónEn una fraseQué vas a aprenderCómo funcionaCasosLo que se suele confundirConceptos claveActividad de repasoPara recordar
En una frase
Una célula madre es una célula sin especializar que se divide cuando el organismo lo necesita y que, bajo ciertas condiciones, da lugar a células especializadas.
Esa doble capacidad la distingue de una célula de músculo o de piel, que ya tiene su oficio fijado.
Qué vas a aprender
- Explicar qué hace una célula madre y qué significa que pueda dividirse sin límite.
- Ordenar los tipos de célula madre según la variedad de células que pueden producir.
- Entender cómo dos células con el mismo ADN acaban siendo tan distintas.
- Reconocer en qué tejidos del cuerpo adulto trabajan las células madre y en cuáles su alcance es corto.
Esquema · ciclo
Autorrenovación de la célula madre
- División. La célula madre se divide y produce dos células hijas con el mismo ADN que ella.
- Hija diferenciada. Una de las hijas abandona la reserva y emprende el camino de la diferenciación.
- Hija madre. La otra hija conserva las propiedades de célula madre y queda lista para dividirse de nuevo.
Cómo funciona
Un cuerpo humano parte de una sola célula, el óvulo fecundado o cigoto, y llega a la edad adulta con células nerviosas, musculares, epiteliales y muchas más. El camino entre ambos extremos se llama diferenciación: el proceso por el que una célula sin especializar pasa a desempeñar una función propia. Las células madre están al principio de ese camino.
Su rasgo definitorio tiene dos mitades. Pueden dividirse sin límite mientras haga falta, y pueden diferenciarse. Al dividirse, el reparto es desigual: de las dos células hijas, una sigue siendo célula madre y la otra emprende la especialización. Así la reserva no se agota mientras se producen células nuevas.
Se clasifican por su potencial, es decir, por la variedad de células que son capaces de generar. Las primeras células embrionarias, las que surgen de las divisiones del cigoto, son totipotentes: pueden dar cualquiera de las células que un organismo necesita para crecer y desarrollarse. Sus descendientes, precursoras de las capas fundamentales de tejido del embrión, son pluripotentes. Pueden convertirse en cualquier tipo de tejido humano, pero no bastan para construir un organismo entero. Las multipotentes producen distintos tipos de célula dentro de un linaje o de unos pocos, como los glóbulos rojos y los blancos. Las oligopotentes se limitan a unos pocos tipos. Las unipotentes solo generan más células de su propio tipo.
Hay células madre en cada etapa de la vida: embrionarias en el embrión, fetales en el feto y adultas en el adulto. Las adultas son un grupo pequeño de células repartidas por la mayoría de los tejidos. Siguen dividiéndose y producen, en general, las células especializadas del tejido donde viven. Gracias a ellas el cuerpo renueva y repara tejidos, algo que la mayoría de las células adultas ya no pueden hacer por sí solas.
Todas las células del cuerpo, desde el cigoto, contienen el mismo ADN, y sin embargo son muy diferentes. Sirve la imagen de un guion de cine: todos los actores de una película tienen el mismo guion, pero cada uno lee solo su papel. De igual modo, cada tipo de célula lee únicamente las partes del ADN que le conciernen. Esa lectura selectiva se llama expresión génica: qué genes están activos y qué proteínas se fabrican a partir de ellos.
El mecanismo principal para encender o apagar genes son los factores de transcripción, proteínas que se unen a genes concretos del ADN y favorecen o frenan su lectura. Una célula se especializa manejando esos interruptores, no cambiando su ADN.
Qué induce a una célula sin especializar a especializarse se conoce todavía mal. En el laboratorio se consigue provocarlo cambiando las condiciones físicas y químicas del cultivo.
Línea de tiempo
El potencial cambia con el desarrollo
- CigotoTotipotenteLa primera célula del embrión puede formar cualquier célula necesaria para un organismo completo.
- Embrión tempranoPluripotenteLas descendientes del cigoto pueden convertirse en cualquier tejido humano, pero no forman un organismo entero.
- FetoCélulas fetalesLas células madre del feto siguen generando los tejidos que todavía están en desarrollo.
- AdultoMultipotenteLas células madre adultas quedan limitadas a los tipos de célula del tejido donde residen.
Casos
La sangre, que se rehace sin parar. Los glóbulos rojos, los glóbulos blancos y las plaquetas viven entre unas horas y unas semanas, de modo que el cuerpo tiene que fabricar otros continuamente. Todos nacen de células madre de la médula ósea roja, un tejido blando que ocupa los espacios del hueso esponjoso. Allí, la célula madre hematopoyética recibe señales químicas llamadas factores de crecimiento y se divide: una hija sigue siendo célula madre y la otra pasa a ser una célula madre más especializada, de una de dos clases. La linfoide origina los linfocitos, que intervienen en la inmunidad. La mieloide origina las demás células de la sangre, entre ellas los glóbulos rojos.
La piel y el músculo, dos reservas con alcance distinto. La epidermis, la capa externa de la piel, cuenta con células madre epiteliales, que dan lugar a los queratinocitos de sus capas. El músculo esquelético lo tiene más difícil. El número de sus células queda fijado durante el desarrollo, y las células satélite, un tipo de célula madre situado fuera de la membrana de la fibra muscular, ayudan sobre todo a reparar células vivas dañadas. Regenerar fibras enteras lo logran muy poco. Si el daño supera lo que pueden reparar, el músculo se sustituye por tejido cicatricial, que no se contrae. El músculo liso se regenera mejor, gracias a unas células madre llamadas pericitos que hay en algunos vasos sanguíneos pequeños. El músculo cardiaco regenera poco.
Las células madre pluripotentes inducidas. Las células madre embrionarias humanas se extraen de embriones y son pluripotentes. Las adultas de órganos como la médula ósea o la piel son multipotentes. Se ha logrado además reprogramar genéticamente células madre adultas, de ratón y humanas, para que funcionen como las embrionarias y generen células de las tres capas del embrión. Se llaman células madre pluripotentes inducidas. Se consideran un avance prometedor porque evitan los problemas legales y éticos de las embrionarias, cuya obtención destruye embriones, y también su inconveniente inmunitario: el sistema inmunitario puede ver las embrionarias como extrañas.
Comparación
Tres tipos de células madre
| Aspecto | Embrionaria | Adulta | Pluripotente inducida |
|---|---|---|---|
| Potencial | Pluripotente | Multipotente | Pluripotente |
| Origen | Embrión | Tejido adulto, como médula ósea o piel | Célula adulta reprogramada en laboratorio |
| Problema ético | Destruye el embrión al obtenerse | No aplica | No aplica |
| Problema inmunitario | El sistema inmunitario puede rechazarla | No aplica, es del propio paciente | No aplica, es del propio paciente |
Esquema · bifurcación
Ramificación de la célula madre hematopoyética
Célula madre hematopoyética en la médula ósea roja
Recibe señales hacia el linaje linfoideSe convierte en célula madre linfoideSe diferencia en linfocitosLinfocitos, que intervienen en la inmunidad
Recibe señales hacia el linaje mieloideSe convierte en célula madre mieloideSe diferencia en otras células sanguíneasGlóbulos rojos, otros glóbulos blancos y plaquetas
Lo que se suele confundir
Una célula madre no es una sola clase de célula. Existen varios niveles de potencial, desde la totipotente del cigoto hasta la unipotente, que solo produce un tipo. Una célula madre de la médula ósea, por ejemplo, produce células sanguíneas y no cualquier otro tejido.
Especializarse no significa perder ADN. Todas las células del cuerpo conservan el mismo ADN desde el cigoto. Lo que cambia es qué genes se leen, y de eso se encargan los factores de transcripción.
Las células madre adultas no son iguales a las embrionarias. Las embrionarias humanas son pluripotentes. Las adultas son multipotentes y quedan limitadas a los tipos de célula del tejido donde se encuentran.
Conceptos clave
- Célula madre: es una célula sin especializar que puede dividirse sin límite y, en condiciones concretas, diferenciarse en células especializadas.
- Diferenciación: es el proceso por el que una célula sin especializar pasa a tener una función propia, con cambios en su tamaño, su forma y su actividad.
- Potencial: es la variedad de tipos de célula que una célula madre puede producir, y va de totipotente a unipotente.
- Factor de transcripción: es una proteína que se une a genes concretos del ADN y favorece o frena su lectura.
- Expresión génica: es el conjunto de genes que cada tipo de célula lee y utiliza para fabricar sus proteínas.
- Célula madre pluripotente inducida: es una célula adulta reprogramada genéticamente en el laboratorio para comportarse como una célula madre embrionaria.
Actividad de repaso
¿Qué dos capacidades definen a una célula madre?
Ver respuestaOcultar respuesta · pregunta 1
Puede dividirse sin límite cuando hace falta y puede diferenciarse en células especializadas bajo determinadas condiciones.
¿Qué diferencia hay entre una célula totipotente y una pluripotente?
Ver respuestaOcultar respuesta · pregunta 2
La totipotente puede dar cualquier célula necesaria para formar un organismo entero, como las primeras células embrionarias. La pluripotente puede dar cualquier tipo de tejido humano, pero no sostiene el desarrollo completo de un organismo.
¿Por qué dos células con el mismo ADN pueden ser tan distintas?
Ver respuestaOcultar respuesta · pregunta 3
Porque cada tipo de célula lee solo la parte del ADN que le corresponde. Los factores de transcripción encienden o apagan genes concretos, y eso cambia qué proteínas fabrica.
¿Qué ocurre cuando se divide una célula madre hematopoyética?
Ver respuestaOcultar respuesta · pregunta 4
Una de las dos hijas sigue siendo célula madre, de modo que la producción de sangre continúa, y la otra se vuelve una célula madre más especializada, de la clase linfoide o de la mieloide.
¿Por qué el músculo cardiaco regenera tan poco?
Ver respuestaOcultar respuesta · pregunta 5
Porque el tejido cardiaco muerto se sustituye por tejido cicatricial que no se contrae, y solo cabe una regeneración menor a partir de células madre de la sangre que entran de vez en cuando en el corazón.
¿Qué son las células madre pluripotentes inducidas?
Ver respuestaOcultar respuesta · pregunta 6
Son células madre adultas reprogramadas genéticamente para funcionar como las embrionarias, capaces de generar células de las tres capas del embrión.
Para recordar
- Una célula madre se divide sin límite y puede especializarse; en cada división, una hija conserva la reserva y la otra se diferencia.
- El potencial va de la totipotente, que forma un organismo, a la unipotente, que solo produce su propio tipo de célula.
- Las células se especializan activando unos genes y apagando otros mediante factores de transcripción, sin cambiar el ADN.
- Las células madre adultas renuevan y reparan tejidos, pero su alcance es distinto en la sangre, la piel y el músculo.
Referencias
- OpenStax. Cellular Differentiation. En: Anatomy and Physiology 2e [Internet]. OpenStax; [consultado el 2026-10-06]. Disponible en: https://openstax.org/books/anatomy-and-physiology-2e/pages/3-6-cellular-differentiationCreative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike License http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
- OpenStax. Production of the Formed Elements. En: Anatomy and Physiology 2e [Internet]. OpenStax; [consultado el 2026-10-06]. Disponible en: https://openstax.org/books/anatomy-and-physiology-2e/pages/18-2-production-of-the-formed-elementsCreative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike License http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
- OpenStax. Development and Regeneration of Muscle Tissue. En: Anatomy and Physiology 2e [Internet]. OpenStax; [consultado el 2026-10-06]. Disponible en: https://openstax.org/books/anatomy-and-physiology-2e/pages/10-9-development-and-regeneration-of-muscle-tissueCreative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike License http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
Para profundizar
Libros · ver todos
Divulgación · En inglés
Proteus Effect
Ann B. Parson
J. Henry Press, 2006
Narra la historia del descubrimiento de las células madre y su potencial médico, combinando crónica científica e investigación periodística. Explica su capacidad de transformarse en distintos tejidos y su posible uso para tratar enfermedades como Parkinson, diabetes o problemas cardíacos. Repasa también los debates…
Universitario · En inglés
Stem Cell Biology and Regenerative Medicine
Charles Durand, Pierre Charbord
River Publishers, 2022
Manual universitario sobre biología de las células madre y sus aplicaciones en medicina regenerativa.
Universitario · En inglés
Stem Cell Engineering
David Schaffer, Joseph D. Bronzino y otros
Taylor & Francis Group, 2019
Manual universitario sobre ingeniería de células madre, centrado en métodos de ingeniería tisular, trasplante celular y medicina regenerativa.
Sitios web · ver todos
Recurso educativo · Divulgación · En inglés
About Stem Cells
aboutstemcells.org
Recurso educativo desarrollado por científicos especializados en células madre que ofrece información fiable sobre la investigación en este campo, los tratamientos aprobados y no probados, y guías para pacientes.
Recurso educativo · Divulgación · En inglés
EuroStemCell
eurostemcell.org
Red europea de científicos y académicos que ofrece información experta sobre células madre, medicina regenerativa y ética, junto con recursos educativos, artículos, vídeos y fichas temáticas.
Institución · Universitario · En inglés
International Society for Stem Cell Research (ISSCR)
isscr.org
Sociedad científica internacional dedicada a la investigación de células madre, que ofrece directrices éticas, recursos educativos y encuentros profesionales sobre el campo.
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