Las células madre de pulmón en la salud, la reparación y la enfermedad

Última actualización:
2 Jul 2015
Las células madre de pulmón en la salud, la reparación y la enfermedad

Las enfermedades crónicas de pulmón como el cáncer y la enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC) están entre las causas más comunes de muerte en Europa y suponen un gasto de más de 100 billones de euros al año. Estas enfermedades provocan cambios en las células pulmonares. La investigación con células madre no sólo nos ayudaría a entender las causas que provocan estas enfermedades, sino que también nos ayudaría a encontrar futuros tratamientos.

¿Sabías que...?

El pulmón adulto tiene una superficie celular total de 70m2  - es tan grande como la mitad de una pista de tenis.

Células madre marcadas con fluorescencia verde en el pulmón durante el desarrollo embrionario.

Células madre marcadas con fluorescencia verde en el pulmón durante el desarrollo embrionario.

Células epiteliales de pulmón (tejido que recubre el pulmón) en proceso de maduración (diferenciación)

Células epiteliales de pulmón (tejido que recubre el pulmón) en proceso de maduración (diferenciación)

Células madre de pulmón

Nuestros pulmones trabajan incansablemente. En la vida media de un ser humano. A lo largo de nuestra vida, nuestros pulmones respiran entre 20 y 40 millones de veces y por ellos circula un flujo de aire de entre 7000 y 10,000 litros al día.

Los pulmones de los mamíferos están compuestos por 2 regiones diferentes:

1.     Las vías o conductos respiratorios, que incluyen la tráquea, los bronquios y los bronquiolos.
2.     La región donde sucede el intercambio gaseoso, o espacios alveolares

Los científicos han descubierto que cada una de estas regiones contiene tipos únicos de células madre y células progenitoras.  En un pulmón normal, las células progenitoras están presentes y son abundantes en cada región. Estas células se dividen con el objetivo de reemplazar las células viejas o dañadas y así mantener el pulmón sano. Las células progenitoras son: las células basales de la tráquea, las células secretoras del bronquiolo, y las células alveolares de tipo 2. Se cree que sólo la división de estas células es suficiente para mantener la estructura del pulmón durante la vida adulta.

Las células madre, aun siendo mucho menos comunes que las progenitoras, se encuentran tanto en pulmones embrionarios como en adultos. Algunas de estas células madre, contribuyen al desarrollo inicial del pulmón y ayudan en la reparación y regeneración del mismo a lo largo de la vida. Y la disfunción de estas células puede contribuir al desarrollo de enfermedades pulmonares parece surgir a raíz de se.

En los pulmones de ratón se ha descubierto que un escaso número de células madre muy poco frecuentes y que están ubicados en los conductos de las vías aéreas, en respuesta a una lesión severa (infección de la gripe por ejemplo), pueden dividirse y producir nuevas células que contribuirán a la regeneración tanto a los conductos respiratorias como a las regiones de intercambio de gases. Como prueba de este concepto, estas células también se han podido cultivar in vitro y se han utilizado como un tratamiento para regenerar pulmones lesionados en ratón.

Izquierda: Estructura del pulmón adulto. Derecha: Anatomía del pulmón y células madre de pulmónIzquierda: Estructura del pulmón adulto. Derecha: Anatomía del pulmón y células madre de pulmón

¿Por qué estudiar las células madre de pulmón?

Una mejor comprensión de la biología de las células madre y de las células progenitoras de pulmón ampliará nuestro conocimiento sobre el funcionamiento del pulmón sano. Esto, a su vez, no sólo explicará las causas de las enfermedades pulmonares como la enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC), sino que también podría servir para desarrollar nuevos fármacos u otros tratamientos. Asimismo, las células madre de pulmón podrían ser utilizadas en terapias futuras que tendrían como objetivo el reparar y regenerar los pulmones de pacientes con daño pulmonar severo.

La investigación actual

Las células madre de pulmón han sido principalmente identificadas y caracterizadas en ratones genéticamente modificados. Estos estudios han permitido la identificación de las diferencias entre células madre embrionarias y adultas de pulmón, el descubrimiento de la función de las células madre en la reparación pulmonar, y la investigación de los cambios en las células madre de pulmón que pueden desembocar en el desarrollo de una enfermedad pulmonar. Un enfoque actual en la investigación es la buscar si las mismas poblaciones de células madre y progenitoras pueden ser identificadas en pulmones humanos.

Células madre y células progenitoras marcadas con fluorescencia verde antes y después de una lesión pulmonarCélulas madre y células progenitoras marcadas con fluorescencia verde antes y después de una lesión pulmonar

Actualmente los científicos también trabajan con el objetivo de determinar la función de las células madre en varias enfermedades pulmonares humanas, entre ellas el cáncer y la EPOC. Además de ello, los investigadores también han empezado a explorar posibles aplicaciones clínicas de estas células por primera vez en estudios en humanos. Estas investigaciones están dirigidas a probar si las células madre de pulmón podrían mejorar el reemplazo o la regeneración del órgano en los pacientes.

El futuro

A medida que los científicos vayan entendiendo mejor la identidad exacta y el funcionamiento de las células madre del pulmón humano, conoceremos el potencial que tienen estas células en las aplicaciones clínicas. Asimismo, los investigadores podrán identificar fármacos que regulen las células madre de pulmón y que puedan ser probados para el tratamiento de las enfermedades pulmonares. En un futuro, también se investigará el uso de las células madre de pulmón para una medicina más personalizada.

Obtener más información

RESPIRA - Fundación Española del Pulmón
European Lung Foundation
British Lung Foundation - information and helpline for patients (en inglés)
European Respiratory Society - professional organisation for lung specialists (en inglés)
Scientific review article on airway basal stem cells (en inglés)
Scientific review article on lung stem cells and their contribution to disease (en inglés)

Reconocimientos y referencias

Esta hoja informativa fue creada por Adam Giangreco y Emma Rawlins.
Texto traducido al español por Usua Laresgoiti y Sandra Blanco Benavente.
Diagrama de Adam Giangreco. Imágenes de Adam Giangreco y Emma Rawlins.