Células Madre Mesenquimales del Cordón Umbilical: Aislamiento, Propiedades y Aplicaciones Terapéuticas

Células Madre Mesenquimales Derivadas del Cordón Umbilical Humano: Tendencias Actuales y Perspectivas Futuras

Este artículo es una revisión sobre las características, métodos de aislamiento, estudios y aplicaciones de las **células madre mesenquimales** (CMM) derivadas del tejido del cordón umbilical.

Conceptos Fundamentales de Células Madre

Las **células madre** son la materia prima del cuerpo; a partir de ellas se generan todas las demás células con funciones especializadas. Bajo condiciones adecuadas en el cuerpo o en un laboratorio, estas células madre se dividen para formar más células llamadas células hijas. Estas células hijas se convierten en nuevas células madre para hacer **autorrenovación** o en células especializadas para diferenciarse con una función más específica, como en células sanguíneas, células cerebrales, células del músculo cardíaco o células óseas.

Tipos de Células Madre

Embrionarias: Estas células madre provienen de embriones que tienen de tres a cinco días de vida.
Adultas: Se encuentran en pequeñas cantidades en la mayoría de los tejidos adultos, como la médula ósea o la grasa. En comparación con las células madre embrionarias, las células madre adultas tienen una capacidad más limitada para generar diferentes células del cuerpo.

Células Madre Mesenquimales (CMM)

Las **Células Madre Mesenquimales (CMM)** son células madre de tejido o células madre “adultas”. Estas se originan del tejido mesenquimal, que es el tejido conectivo embrionario que procede del mesodermo (una de las tres hojas embrionarias o capas celulares que constituyen el embrión). Estas células son **multipotentes**, lo que significa que pueden originar a más de un tipo de célula especializada del cuerpo, pero no a todos los tipos. En este caso, estas células tienen la capacidad de diferenciarse en miocitos, adipocitos, osteocitos, condrocitos (células del cartílago) y neuronas, tanto in vivo como in vitro.

Fuentes y Aplicaciones Terapéuticas de las CMM

Las células madre mesenquimales pueden encontrarse en diferentes tejidos humanos como la grasa, el **cordón umbilical**, la piel, la placenta, el líquido amniótico, las membranas sinoviales, el músculo y en los tejidos fetales. Estas células, gracias a sus propiedades **inmunomoduladoras** y a su potencial de **regeneración tisular**, pueden usarse para fines terapéuticos, principalmente para enfermedades autoinmunes y degenerativas.

Células Madre Mesenquimales Derivadas del Cordón Umbilical (UC-MSCs)

Esta revisión se centra principalmente en las células madre provenientes del tejido de cordón umbilical. El cordón umbilical está compuesto por dos arterias y una vena que están rodeados por un tejido mesenquimal llamado **gelatina de Wharton**. Las células madre del cordón umbilical son un recurso óptimo a comparación de otras fuentes de células madre, ya que para su recolección no se requiere de un método invasivo y se obtiene una buena cantidad de células madre mesenquimales.

Características de las UC-MSCs

Las células madre mesenquimales de cordón umbilical se pueden recoger fácilmente al momento del nacimiento en un parto natural o una cesárea, a comparación de otros métodos invasivos como una aspiración de médula ósea.

Potencial de Diferenciación: Estas células tienen la capacidad de generar células multipotentes (son aquellas que solo pueden generar células de su misma capa o linaje de origen embrionario. Por ejemplo: una célula madre mesenquimal de médula ósea, al tener naturaleza mesodérmica, dará origen a células de esa capa como miocitos, adipocitos u osteocitos, entre otras) con potencial osteogénico y condrogénico.
Fenotipos Morfológicos: Tienen dos fenotipos morfológicos: los **fibroblastos aplanados** (los cuales son la mayoría) y los **fibroblastos en forma de huso** (que son la minoría). Ambos muestran marcadores de superficie celular similares.
Capacidad de Diferenciación: Ambos fenotipos han demostrado una buena capacidad de diferenciarse en líneas osteogénicas y condrogénicas, aunque el tipo aplanado ha mostrado una capacidad menor de diferenciarse y de hacer adipogénesis, a diferencia de las células madre de médula ósea que sí lo hacen con buena capacidad.
Marcadores Celulares: Las células madre de cordón umbilical son positivas para los marcadores celulares **SH2/3/4, CD29 y CD44**. Se observó una variabilidad en la expresión de CD90.

Protocolo de Recolección y Transporte

Se debe tener el consentimiento de cada madre antes del parto. Al momento de la recolección del tejido, este debe almacenarse en una **solución salina al 0.9%** y ser transportado en un recipiente estéril con una solución salina tamponada con fosfato para eliminar los residuos de sangre y luego ser transportado al banco donde se le hacen los estudios pertinentes para luego preservarlas. Esta técnica es la más común a la hora de hacer este proceso.

Métodos de Aislamiento de UC-MSCs

Se describen dos métodos principales para el aislamiento de las CMM del cordón umbilical:

1. Método de Explante

Este método consiste en quitar los vasos sanguíneos del cordón y cortarlo en pedazos. Luego, esos fragmentos se ponen en el fondo de una caja de Petri y se utiliza un medio que se reemplaza cada 3 días por 2 o 4 semanas hasta que se obtenga una alta concentración de fibroblastos. Posteriormente, esos fragmentos se separan a través de una solución de tripsina y se filtran. El problema con esta técnica es que se recuperan muy pocas células debido a los fragmentos de tejido grueso en el medio.

2. Método de Digestión Enzimática

En este método, al igual que en el anterior, se retiran los vasos sanguíneos, se corta el cordón en fragmentos de aproximadamente 4 cm con una cuchilla estéril, se pican muy bien y luego se digieren con una solución enzimática específica (contienen enzimas proteolíticas que disuelven la materia orgánica) a 37 grados centígrados. Las enzimas más usadas son la **colagenasa** (degrada el colágeno, actúa principalmente sobre tejido conectivo) y la **hialuronidasa** (descompone el ácido hialurónico, lo cual sirve para disolver los líquidos y aflojar el tejido conjuntivo).

Luego, el producto de la digestión se divide en dos: una parte se procede a congelar con nitrógeno líquido y la otra se cultiva en medios específicos. El medio se cambia cada 3 a 7 días durante al menos 2 semanas hasta que se obtenga una alta concentración de fibroblastos. Estas células se dividen otra vez en dos: una parte se congela y la otra se usa para hacer ensayos inmunofenotípicos por medio de **citometría de flujo** (técnica utilizada para estudiar la proteína expresada por las células), que dura aproximadamente 30 minutos usando anticuerpos específicos como CD31-ficoeritrina, CD73-al ficocianina, CD34-ficoeritrina y CD90-isotiocianato, entre otras.

Aplicaciones Terapéuticas y Privilegio Inmunológico

Las células madre de cordón umbilical se caracterizan por su capacidad de diferenciarse in vitro en diferentes líneas celulares y por tener un **privilegio inmunológico** al carecer de antígeno **HLA-DR** (que se encuentran en las células presentadoras de antígenos como las células dendríticas, linfocitos B/T, monocitos, macrófagos, etc.). Estas características las han convertido en candidatas para el tratamiento de enfermedades autoinmunes gracias a sus propiedades **inmunomoduladoras** (sustancias que tienen la capacidad de aumentar o disminuir la respuesta inmune).

Enfermedades Autoinmunes

Lupus Eritematoso Sistémico (LES): Las UC-MSCs aumentan la frecuencia de las **T reg** (linfocitos T que regulan o suprimen a otras células del sistema inmunitario, controlan las respuestas inmunitarias de partículas extrañas o propias y ayudan a prevenir enfermedades autoinmunes), suprimiendo las causas del aumento de las citoquinas relacionadas con los linfocitos T helper 1 y 2, restableciendo así el equilibrio entre estas.
Enfermedad de Crohn: Estas células madre también expresan el dominio 2 de oligomerización, que está relacionado con enfermedades inflamatorias del intestino. Estudios con ratones in vivo con colitis han demostrado que, gracias a la activación de este dominio con su ligando, aumenta la respuesta antiinflamatoria.
Diabetes Mellitus Tipo 1: En esta enfermedad hay una destrucción autoinmune de células pancreáticas beta y existe una asociación con la desregulación de los linfocitos Th1 y Th2, que contribuye con la obesidad, además de que las Th17 y sus interleucinas pueden llegar a desencadenar la autoinmunidad. En estudios se ha podido observar que utilizando estas células madre de cordón umbilical en un fármaco microencapsulado disminuyeron las Th1, volviendo a equilibrar las células, pero no se observó ninguna reducción en las Th17, demostrando que estas son insensibles a la acción de las células madre.
Síndrome de Sjögren: (Trastorno autoinmune sistémico caracterizado por una inflamación crónica de las glándulas exocrinas). Se observaron resultados similares donde los microencapsulados de células madre redujeron los niveles de Th1 y, a diferencia del caso de diabetes, sí disminuyó las Th17.

Enfermedades Neurodegenerativas y Cáncer

Enfermedad de Parkinson: Hay estudios interesantes sobre el efecto de estas células madre en la enfermedad de Parkinson, donde un trasplante de diferenciación neuronal con estas células en un modelo de rata redujo los síntomas de la enfermedad, promoviendo la regeneración de las células dañadas mediante la regulación de los niveles intracelulares de Ca2+.
Potencial Anticancerígeno: También se está evaluando su efecto anticancerígeno con algunos estudios en ratones con cáncer de ovario, osteosarcoma y adenocarcinoma de mama, demostrando una gran capacidad de migrar hacia los sitios donde se encontraban los tumores, sugiriendo así una capacidad de localización.

Seguridad y Evidencia Clínica

Muchos estudios tanto in vitro como in vivo ya han demostrado la **seguridad** de las células madre de cordón umbilical, tanto en animales de laboratorio como en primates no humanos. Incluso ya se han realizado algunos ensayos clínicos:

Pacientes con enfermedad de Crohn sin desarrollar ningún efecto adverso.
Ensayos clínicos para la esclerosis múltiple, donde se ha observado una buena respuesta después del tratamiento.
Uso para el tratamiento en pacientes con preeclampsia.

Todas estas pruebas demuestran que sería beneficioso realizar más ensayos clínicos para explorar estas células madre como una terapia para diversas enfermedades.

Perspectivas Futuras: Terapia Libre de Células y Vehículos de Fármacos

Aunque la revisión se centró principalmente en las células madre de cordón umbilical, también se consideró la **terapia libre de células** por medio de microvesículas y exomas derivados de células madre. Las vesículas extracelulares son secretadas por las células madre y tienen la capacidad de transportar ácidos nucleicos, proteínas y lípidos; sin embargo, se necesitan más estudios para usarse en terapias.

Otro aspecto es la administración de drogas usando las células madre como **vehículos**, ya que, como se mencionó antes, estas tienen una gran capacidad de localización. El uso más frecuente es para el tratamiento de cáncer, ya que pueden localizarse e integrarse en el tumor y entregar agentes anticancerígenos o virus oncolíticos.

Ya para finalizar, podemos ver que las células madre mesenquimales de cordón umbilical pasan de ser un producto de desecho a desempeñar de varias formas una **aplicación clínica**, abriendo nuevas posibilidades terapéuticas contra diferentes enfermedades.