Número 33
Published April 18, 2011
Células madre
Progenie Figure 2. Decline in stem cell function with age. In young animals, stem cells divide asymmetrically to self-renew and give rise to lineage-specific differentiated progeny during tissue homeostasis or regeneration. With age, some stem cells lose their lineage specificity and give rise to nonfunctional progeny, resulting in loss of tissue integrity and decline of physiological function, even though the number of stem cells remains unaffected. Some stem cells lose the capacity for self-renewal, resulting in symmetric cell divisions giving rise to two differentiated daughters and a gradual depletion of the stem cell pool. The senescence of stem cells can also contribute to a loss of functional stem cells. The increase in malignancies with age, particularly in epithelia with high turnover rates, has been proposed to arise from within the stem cell compartment or from early progenitors.
Células jóvenes
Pérdida del linaje específico
Agotamiento por pérdida de auto-renovación
Células envejecidas
Agotamiento por envejecimiento
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Transformaciones malignas Brack et al., 2007). As such, these age-related changes in satellite NSCs in the brain, an age-related decline in stem cell number cells appear to be driven by an “aged environment” rather than appears to be responsible for specific aging phenotypes in those intrinsic changes within the cells. An elevated level of Wnt pathtissues (Kuhn et al., 1996; Maslov et al., 2004; Nishimura et al., way activators in the circulation may be part of such an aged 2005; Inomata et al., 2009; Renault et al., 2009). The mammaenvironment, as inhibition of the Wnt pathway restores the linlian skin contains at least three types of stem cells at the bulge eage specificity of satellite cells (Brack et al., 2007). Furtherarea in hair follicles that orchestrate skin homeostasis: epidermore, the cytokine TGF-B has been found to be expressed at an mal stem cells that give rise to keratinocytes, hair follicle stem En la mayoría de los órganos y capacidad de auto-renovación, dando Cabe destacar que algunos de los elevated level in the serum of aged human and mice (Carlson cells that are responsible for hair growth, and melanocyte stem et al., 2009) and a may cross talk with the Wnt pathway to influ-que cells that pigmentparticularmente new hair (Blanpain and lugar divisiones celulares simétricas cambios, losFuchs, 2009). Depletejidos de los mamíferos existen células ence the satellite cell progeny. tion of melanocyte stem cells in the hair follicles and appeardan lugar a dos hijas diferenciadas y un ance epigenómico y proteómicos son madre adultas que son indispensables Within the hematopoietic system, the ratios of differentiof mature pigmented melanocytes in the stem cell niche change with age. Hematopoietic stem cellsde (HSCs) have been reported in both aged mice andyhumans agotamiento gradual del número potencialmente reversibles, tanto (Nishimura las para la homeostasis y reparación del ated progeny from both old humans and old mice show an increased propenet al., 2005; Inomata et al., 2009), leading to one of the most células madre. Finalmente, la the senescencia intervenciones ambientales y genéticas tejido normal. En la mayoría de los tejidos, sity to differentiate along the myeloid rather than lymphoid visible phenotypic changes during aging, hair graying. Aging or lineage (Sudo et al., 2000; Rossi et al., 2005). Such lineage bias genotoxic stress induces the accumulation of DNA damage de las células madre también puede pueden resultar en el rejuvenecimiento de in hay una disminución de la funcionalidad is not caused by a change in the differentiation potential of inmelanocyte stem cells that results in the loss of stem cell selfcontribuir a una pérdida de las células las células edad avanzada.
de células madre relacionado con la edad, dividual HSCs but rather by a preferential selection of distinct renewal (Inomata etmadre al., 2009).en Both daughter cells of a melanocyte subsets of HSCs over time (Cho et al., 2008; Beerman et al., stem cell with high levels of DNA damage tend to differentiate madre funcionales. Por ejemplo, un Estos hallazgos tienen implicaciones pero no un agotamiento de las células 2010; Challen et al., 2010). The differential responsiveness of into pigment-producing melanocytes, resulting in the gradual entotumores conthe la depletion profundas para terapia basada por madre.
these twoincremento HSC populations TGF-B maymalignos further enhance of the stem cellla pool. Although the loss of melanocyte skewed ratio between myeloid versus lymphoid progeny in old stem cell self-renewal occurs independently of checkpoint proedad, en particular en los epitelios con células madre de las enfermedades En animales jóvenes, las células individuals (Challen et al., 2010). Although the progeny of the teins p53, p16INK4a, and p19ARF, defective DNA repair sensitizes altas tasas deanyrotación, senot haotherwise propuesto relacionadas con edad. differentiation Es por eso que do not include cells that are part melanocyte stem cells to la premature under a madre se dividen asimétricamente y seaged HSCs of the normal repertoire of cells produced by HSCs, this lineage much lower level of genotoxic damage (Inomata et al., 2009), que ocurre producto del es preferible siempre contar con células renuevan para dar lugar a una progenie skewing results in a decreased number of memory B cells and highlighting the importance of genome maintenance for stem naive T cells (Linton and Dorshkind, Min et al.,madre 2004) o cellmadre longevity. malfuncionamiento de2004; las células jóvenes que sean extraídas al diferenciada de linaje específico durante and adversely affects immunological responses (Rink et al., Depletion of NSCs, possibly also related to a specific loss de sus progenitores tempranos.
nacer yforno con células madre adultas que la homeostasis tisular o la regeneración. 1998; Grubeck-Loebenstein et al., 2009). of capacity self-renewal, appears to be responsible for deDepletion of stem cell pools. Certain types of ageclining neurogenesis with age (Molofsky et al., uso 2006;en Nishino Tales cambios funcionales reflejan los luego sean amplificadas para su Con la edad, algunas células madre related dysfunction of stem cells, such as loss of the ability to et al., 2008; Renault et al., 2009). In rodents, the number of efectos deletéreos de la edad en can el lead medicina regenerativa.
pierden su especificidad de linaje y dan self-renew and the activation of senescence pathways, NSCs significantly decreases with age in both the subventricular to the depletion of the stem cell pool. Within specific stem cell zone of the lateral ventricle and the subgranular zone of the genoma, epigenoma y el proteoma de las lugar a una progenie no funcional, lo que compartments, such as melanocyte stem cells in the skin and dentate gyrus in the hippocampus, correlating with a gradual
La función de las células madre disminuye con la edad de las mismas
resulta en la pérdida de la integridad del
células madre. Algunos de estos cambios
tejido y la disminución de la función
funcionales se derivan de las propias
fisiológica, aunque el número de células
células y en otras personas se imponen
madre no se ve afectado. Por su parte,
por un cambio relacionado con la edad en
algunas células madre pierden la
el medio ambiente local o sistémico.
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Manifestations and mechanisms of stem cell aging • Liu and Rando
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Células madre pueden funcionar mejor que las drogas existentes para la esclerosis múltiple En los testículos de los mamíferos, los espermatozoides se
El equipo de investigadores japoneses ha encontrado que
producen durante la mayor parte de la vida del macho. Las
hay diferencias en la reactividad (o "competencia") al ácido
células madre espermatogonias son células germinales
retinoico en las células madre de espermatogonias en función
inmaduras que se multiplican por división celular, y se
de diferentes sub-tipos de estas células. En consecuencia,
diferencian en espermatozoides maduros.
aunque todas las células madre de espermatogonias están
Con el fin de producir espermas persistentemente, el
igualmente bañadas con ácido retinoico, induce la
equilibrio entre el mantenimiento del número de células madre y
diferenciación en algunas células madre, pero no en otras. El
la inducción de la diferenciación a los espermatozoides es
grupo ha revelado también que las diferencias en la reactividad
importante. Si demasiadas células madre se diferencian, la
al ácido retinoico está controlados únicamente la expresión del
espermatogénesis se agota con el tiempo, si demasiadas
receptor de ácido retinoico.
células madre se auto-renuevan, los testículos se llenan de
Según los investigadores ”si bien a primera vista el sistema
células indiferenciadas. En el testículo de la mosca de la fruta
de células madre parecía muy complejo, este puede explicarse
Drosophila, el organismo modelo en el que más se ha
simplemente por el descubrimiento de un receptor de señal con
progresado en la investigación en espermatogénesis, se sabe
expresión heterogénea. Es emocionante pensar que el
que las células madre espermatogonias residen en un
mantenimiento de otros tejidos con tal nicho localizado también
microambiente especial dentro del testículo, llamado el "nicho
puede explicarse a través de mecanismos similares".
de células madre".
Si bien ciertamente ratones y moscas comparten un gran
Las células progenitoras son mantenidas por la función del
número de puntos en común, a través de esta investigación han
nicho, y una vez que las células madre salen del nicho se
llegado a demostrar que en los ratones, y quizás en otros
diferencian en espermatozoides. Sin embargo, en los testículos
mamíferos como los humanos, se utiliza una estrategia
de los mamíferos aún no se ha encontrado un área que coincide
totalmente diferente para preservar la espermatogénesis.
con un nicho de células madre con tales especializaciones. Por
Actualmente los investigadores están avocados a
otra parte, las células madre que se encuentran migran
demostrar si estos procesos ocurren de igual manera en los
activamente sobre su tejido. Por lo tanto, se desconoce cómo
humanos. Algo que tendría una gran importancia no solo en el
los testículos de los mamíferos mantienen este delicado
conocimiento básico de la despermatogénesis sino también en
equilibrio entre el mantenimiento de un número de células
la creación de futuros tratamientos para la fertilidad.
madre y la inducción de la diferenciación de las células madre en los espermatozoides.
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FOTO CÉLULA MADRE
Número 33
Células madre embrionarias de ratón
REFERENCIA Copyright Perkin Elmer Inc. [3]
Perfiles Instituto de Células Madre de Panamá (Stem Cell Institute Panamá)
Stem Cell Institute (Panamá) es uno de los centros de
de 2.000 tratamientos desde el año 2006. Actualmente
terapia con células madre adultas y de investigación líderes en
continúan aceptando pacientes para diversos tratamientos,
el mundo. En estrecha colaboración con las universidades y los
algunos de los cuales fueron coordinados y aprobados por la
médicos de todo el mundo, los protocolos de tratamiento de
FDA (Food and Drug Administration) para su realización.
células madre integrales emplean combinaciones bien orientadas de células madre alogénicas humanas del cordón umbilical, células madre autólogas de la médula ósea y células madre autólogas adiposas, para el tratamiento de las enfermedades como el autismo, la parálisis cerebral,
la
insuficiencia cardíaca, la esclerosis múltiple, la osteoartritis, la
Website http://www.cellmedicine.com/
artritis reumatoide, las lesiones de la médula espinal y las enfermedades autoinmunes.
El Instituto de Células Madre de Panamá es uno de los líderes mundiales en tratamientos realizando al día de hoy más
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Dr. Francisco P. Chávez Departamento de Biología, Facultad de Ciencias, Universidad de Chile
Alejandro Guiloff Director Médico VidaCel
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