Israel Sánchez Gómez, Flor Yohana Flores Hernández, Erika Nahomy Marino Marmolejo.

CIATEJ, A. C.

En la actualidad padecimientos como la Diabetes Mellitus, insuficiencia renal crónica, enfermedad de Alzheimer, Parkinson, entre otras, afectan la vida de millones de personas a nivel mundial, con cifras que van a la alza y reflejan el incremento de estos padecimientos en  población joven, por ejemplo, tristemente de nuestro grupo cercano de conocidos al menos tenemos a una persona que padece Diabetes mellitus, y ni hablar de la cantidad de personas en espera de diálisis o incluso trasplante de riñón; algunos reportes nacionales del INEGI indicaron que sólo en el 2020 fallecieron 151, 019 personas a causa de la diabetes mellitus con esa cifra se podría llenar y rebasar aún, la capacidad del estadio Azteca (el estadio más grande de América por cierto), lo cual es alarmante. [1,2]. Se sabe que en este tipo de enfermedades existe un daño severo a distintas células del cuerpo, en casos graves incluso es necesario un reemplazo de órganos, sin embargo, la limitante es encontrar donadores candidatos para cada caso, cubrir los costos de cirugías mayores, costos de las terapias para la recuperación y de mantenimiento, etc., la suma de estos factores hacen complicado el restablecimiento de la salud y calidad de vida en los pacientes. Debido a esto desde hace algunos años se han dedicado esfuerzos en encontrar la manera de “renovar los órganos dañados”, enfocándose en el estudio sobre terapias que puedan ofrecer una mayor calidad de vida, desde la perspectiva científica y de profesionales de la salud; una de las más prometedoras es la llamada “Terapia celular”, definida de una manera sencilla, como el uso de células para restaurar el funcionamiento de otras células, tejido u órganos dañados [3,4]. Las protagonistas en este rubro son las células indiferenciadas con capacidad de dar origen a distintos tipos de células en nuestro organismo, nos referimos a las famosas “células madre”, también llamadas, troncales o stem cells en inglés, se han identificado en muchas partes del cuerpo, desde médula ósea, pulpa dental, cordón umbilical y hasta en tejido adiposo, es decir, en la grasa que no muchos quisiéramos tener. Y aunque todas son capaces de diferenciarse en distintos tipos de células, hay algunas que tienen afinidad por generar ciertos tipos en especial, esto depende de su ambiente o ubicación en el cuerpo, un ejemplo de esto son las que se encuentran en tejido dental que tienen preferencia para generar células de tipo osteogénico, es decir, las células que forman los huesos, o las células de tejido adiposo que fácilmente se transforman en células adiposas (aquellas que contienen y forman grasa). En la actualidad, las células madre son utilizadas para tratar distintas enfermedades desde afecciones cutáneas, renales, gastrointestinales, entre otros padecimientos. Uno de los procedimientos que está en investigación es el de colocar células troncales en un sitio enfermo o afectado del cuerpo para que reestablezcan la “normalidad” en el funcionamiento del organismo [5].

Para poder utilizar y estudiar estas células, se tienen diferentes procesos para obtenerlas del organismo, y posteriormente cultivarlas (mantenerlas vivas en el laboratorio y hacer que se proliferen), además, con el objetivo de transformarlas en distintos tipos especiales de células, existen procedimientos que utilizan moléculas para facilitar el proceso de su transformación  o diferenciación con el fin de que obtengan  las señales adecuadas y de protección para lograr obtener el tipo de células deseadas, para  que tengan la función de ser reemplazo de aquellas que están dañadas en el cuerpo [6–8].

Uno de estos ejemplos es la obtención de células pancreáticas, volviendo al tema de su estudio con miras a mitigar problemas derivados de la Diabetes; hoy en día existen reportes científicos sobre procesos en los que se ha logrado transformar células del organismo en células especializadas que puedan realizar en cierta forma la función de producir insulina por sí mismas y que han sido capaces de responder a estímulos de glucosa de forma similar a como lo harían las células del cuerpo. Este tipo de experimentos datan desde hace aproximadamente dos décadas y desde ese entonces se ha estudiado intensamente alternativas para que los resultados sean más eficientes, y que pronto puedan ser una opción viable para que las células que se obtengan puedan ser usadas como reemplazo en el páncreas y que pueda volver a producir insulina de manera natural, y de esta manera reestablecer la función en el organismo y mitigar los efectos de la Diabetes. Una de las alternativas más estudiadas para mejorar los hallazgos, ha sido el uso de antioxidantes, debido a que estás moléculas podrían funcionar como estabilizadores en el proceso ya que disminuyen el estrés que sufren las células al ser transformadas en un tipo especial, como las que producen insulina, es decir, las células beta del páncreas [7,9].

Desde hace 8 años aproximadamente, el grupo de trabajo de la M.C. Flores y la Dra. Marino, se han dedicado al estudio de algunos antioxidantes de origen natural con el propósito de aumentar la eficiencia y el efecto sobre vías de señalización en protocolos de diferenciación celular; entre los que destacan la astaxantina, hesperidina entre otros [10,11].

Los antioxidantes son sustancias naturales o artificiales que pueden prevenir o retrasar algunos tipos de daño  a las células, por ejemplo, seguro habrás escuchado hablar sobre antioxidantes en cremas “anti edad”, bien, pues gracias a que estas moléculas tienen la capacidad de mitigar y regular el efecto de los factores que causan daño a las células de la piel es que han sido ampliamente utilizadas en productos cosméticos, pero se pretende explotar las bondades de los antioxidantes por sus efectos benéficos más dirigidos sobre otros tipos de células, como en las células madre de las que hemos venido hablando  [12]. En la mayoría de las investigaciones en torno al uso de antioxidantes, se ha reportado que se administran de forma generalizada, es decir que no están dirigidos a sitios específicos dentro del organismo o incluso hacia un determinado tipo de células, por lo tanto, probablemente apunten a múltiples fuentes y sitios de producción de especies reactivas de oxígeno “ROS”, es decir, de entes químicos que causan daño y que son generalmente moléculas muy pequeñas altamente reactivas de radicales libres en el cuerpo que provocan oxidación y muerte celular. Dado que las ROS se han implicado en muchas enfermedades crónicas, el enfoque terapéutico del uso de antioxidantes en la investigación se ha inclinado a obtener efectos puntuales en los procesos de transformación de las células madre para minimizar los efectos producidos por el estrés celular y el daño en enfermedades crónicas relacionadas [13,14].

Se continúa trabajando en perfeccionar el diseño del proceso para la diferenciación de células troncales en células productoras de insulina y estudiando las vías de señalización para implementar el uso de antioxidantes de forma puntual y por las cuales se ha obtenido efectos favorecedores. Cabe resaltar que en el grupo de trabajo de CIATEJ se han obtenido resultados prometedores al utilizar moléculas antioxidantes, como las mencionadas anteriormente, en específico en la producción de insulina logrando obtener casi por duplicado respecto cuando no se añade a procesos de diferenciación.  Estos trabajos han dado lugar al registro de una patente y nuevas brechas de investigación sobre el uso conjunto de células mesenquimales y antioxidantes para la generación de nuevas terapias [10,11].

[1]        H. Sun, P. Saeedi, S. Karuranga, M. Pinkepank, K. Ogurtsova, B.B. Duncan, C. Stein, A. Basit, J.C.N. Chan, J.C. Mbanya, M.E. Pavkov, A. Ramachandaran, S.H. Wild, S. James, W.H. Herman, P. Zhang, C. Bommer, S. Kuo, E.J. Boyko, D.J. Magliano, IDF Diabetes Atlas: Global, regional and country-level diabetes prevalence estimates for 2021 and projections for 2045, Diabetes Res. Clin. Pract. 183 (2021) 109119. https://doi.org/10.1016/j.diabres.2021.109119.

[2]        S. Gauthier, P. Rosa-Neto, J. Morais, C. Webster, World Alzheimer Report 2021, 2021. https://www.alzint.org/resource/world-alzheimer-report-2021/.

[3]        N. Arrighi, Stem Cells at the Core of Cell Therapy, Stem Cells. (2018) 73–100. https://doi.org/10.1016/b978-1-78548-254-0.50003-3.

[4]        S. Viswanathan, Y. Shi, J. Galipeau, M. Krampera, K. Leblanc, I. Martin, J. Nolta, D.G. Phinney, L. Sensebe, Mesenchymal stem versus stromal cells: International Society for Cell & Gene Therapy (ISCT®) Mesenchymal Stromal Cell committee position statement on nomenclature, Cytotherapy. 21 (2019) 1019–1024. https://doi.org/10.1016/J.JCYT.2019.08.002.

[5]        S. Yamanaka, Pluripotent Stem Cell-Based Cell Therapy—Promise and Challenges, Cell Stem Cell. 27 (2020) 523–531. https://doi.org/10.1016/J.STEM.2020.09.014.

[6]        G. Pan, J. Liu, Small molecules and extrinsic factors promoting differentiation of stem cells into insulin-producing cells, Ann. Endocrinol. (Paris). 80 (2019) 128–133. https://doi.org/10.1016/j.ando.2018.11.002.

[7]        N. Pavathuparambil Abdul Manaph, K.N. Sivanathan, J. Nitschke, X.F. Zhou, P.T. Coates, C.J. Drogemuller, An overview on small molecule-induced differentiation of mesenchymal stem cells into beta cells for diabetic therapy, Stem Cell Res. Ther. 10 (2019). https://doi.org/10.1186/s13287-019-1396-5.

[8]        A. Halim, A.D. Ariyanti, Q. Luo, G. Song, Recent Progress in Engineering Mesenchymal Stem Cell Differentiation, Stem Cell Rev. Reports. 16 (2020) 661–674. https://doi.org/10.1007/S12015-020-09979-4/TABLES/2.

[9]        K.A. D’Amour, A.G. Bang, S. Eliazer, O.G. Kelly, A.D. Agulnick, N.G. Smart, M.A. Moorman, E. Kroon, M.K. Carpenter, E.E. Baetge, Production of pancreatic hormone-expressing endocrine cells from human embryonic stem cells, Nat. Biotechnol. 24 (2006) 1392–1401. https://doi.org/10.1038/nbt1259.

[10]      L.S. (Ciatej) Villa García Torres, F.Y. (Ciatej) Hernández Flores, G.L. (UdeG) González Pelayo, L.P. (Udeg) Santibáñez Escobar, J. (UdeG) Gaona Bernal, E.N. (Ciatej) Marino Marmolejo, Aislamiento, cultivo y caracterización de células madre de pulpa dental provenientes de población mexicana: perspectivas en el desarrollo de terapia celular, 7 (2017) 15.

[11]      I. Sánchez, Evaluación del efecto de hesperidina en la diferenciación de células troncales mesenquimales de cordón umbilical (CTMCU) hacia células productoras de insulina (CPI)”, 2018.

[12]      Y.R. Li, M. Trush, Defining ROS in Biology and Medicine, React. Oxyg. Species. 1 (2016) 9–21. https://doi.org/10.20455/ros.2016.803.

[13]      S.L. Ramírez-Garza, E.P. Laveriano-Santos, M. Marhuenda-Muñoz, C.E. Storniolo, A. Tresserra-Rimbau, A. Vallverdú-Queralt, R.M. Lamuela-Raventós, Health effects of resveratrol: Results from human intervention trials, Nutrients. 10 (2018) 1–18. https://doi.org/10.3390/nu10121892.

[14]      E.A. Alfar, Di. Kirova, J. Konantz, S. Birke, J. Mansfeld, N. Ninov, Distinct Levels of Reactive Oxygen Species Coordinate Metabolic Activity with Beta-cell Mass Plasticity, Sci. Rep. 7 (2017) 1–12. https://doi.org/10.1038/s41598-017-03873-9.