Todo organismo multicelular se compone de diferentes tipos de células. Entre cerca de 75 billones de células existentes en un hombre adulto, por ejemplo, se encuentran alrededor de 200 diferentes tipos de células. Todas ellas se derivan de las células precursoras de llamadas células madre, de ahí su importancia para todo tipo de estudios.
El proceso de diferenciación, que genera las células especializadas – de la piel, de los huesos, de los cartílagos, de la sangre, de los músculos, del sistema nervioso y de otros órganos y tejidos – se regula, en cada caso por la expresión de genes en células madre, pero aún no se conoce en detalle cómo se produce este y que otros factores están involucrados. Entender y controlar este proceso es uno de los grandes retos de la ciencia hoy en día.
La célula madre prototípica es el óvulo fecundado (cigoto). Esta célula única es capaz de generar todos los tipos existentes de células en un organismo adulto, hasta los gametos – espermatozoides y óvulos – que dan lugar a nuevos cigotos.
La asombrosa capacidad para generar un organismo completo adulto de una sola célula ha fascinado a los biólogos desde que el fisiólogo alemán Theodor Schwann (1810-1882) puso en marcha en 1839 las bases de la teoría celular.
A principios del siglo XX, muchos embriólogos, entre ellos el alemán Hans Spemann (1869-1941) y Jacques Loeb (1859-1924), comenzaron a descifrar los secretos de las células madre a través de ingeniosos experimentos con células embrionarias. Estos estudios revelaron que cuando se separan las dos primeras células de un embrión de rana, cada una es capaz de generar un renacuajo normal y que, después de las primeras cuatro divisiones de la célula de un embrión de rana, el núcleo de embriones de estas células pueden todavía transmitir toda la información necesaria para la formación de los renacuajos completos, trasplantándose para una célula de la cual el núcleo ha sido retirado (célula anucleada).
La originalidad de estos experimentos permiten formular a Spemann, en 1938, una cuestión fundamental para la biología moderna acerca del desarrollo: ¿el núcleo de una célula diferenciada sería plenamente capaz de generar unos individuos adultos normales si se trasplantase para un óvulo anucleado?
En 1996, el nacimiento de la oveja Dolly, el primer mamífero clonado a partir del núcleo de una célula adulta diferenciada (una célula epitelial de glándula mamaria), trajo la respuesta.
Características de las células madre
A continuación de la investigación sobre las células madre se demostró que ellas tienen las siguientes características básicas: son indiferenciadas y tienen la capacidad de generar no solamente nuevas células madre sino también gran variedad de células diferenciadas funcionales. Eso resultaría ser una gran revolución para la medicina actual.
Para llevar a cabo esta doble tarea (replicación y diferenciación), la célula madre puede seguir dos modelos básicos de división: el determinístico, en el que su división siempre genera una nueva célula madre y una diferenciada, o el aleatorio (o estocástico), en el cual algunas células madre sólo generan nuevas células madre y otras generan apenas células diferenciadas.
