Células madre e ingeniería de tejidos: los avances y desafíos de la odontología del futuro / Stem cells and tissue engineering: the advances and challenges of the future dentistry

En los días actuales, con los avances de la ingeniería de tejidos, el principal objetivo de los investigadores es desarrollar una tercera dentición, utilizando células madre. Nuestro trabajo tuvo como objetivo un levantamiento bibliográfico acerca de la utilización de células madre en odontología para la regeneración de los tejidos bucales. Para este trabajo, llevamos en consideración la información de artículos nacionales e internacionales de 2006 hasta 2014, construyendo una tabla. Sabemos que las células madre son muy especiales y prometen revolucionar la historia de la odontología mundialmente, solucionando grandes problemas clínicos.

Caracterización morfológica, génica y protéica en la diferenciación de células madre embrionarias de ratón a células pancreáticas tempranas / Morphological, genetic and protein characterization in the differentiation of embryonic stem cells to early pancreatic cells

Debido al auge de la medicina regenerativa, las Células Madre (SC) representan una fuente de reemplazo celular para cualquier tejido, decidiendo emprender este trabajo de investigación con el objetivo de diferenciar células madre embrionarias de ratón (mESC) a células pancreáticas tempranas, realizando su caracterización génica y morfológica. Primeramente se cultivaron y arrestaron en su ciclo celular fibroblastos embrionarios de ratón (MEF) con mitomicina, posteriormente se expandieron las mESC y se sometieron a un protocolo de diferenciación de 21 días hacía células pancreáticas tempranas, evaluándose durante la diferenciación su morfología y expresión relativa de los genes sox-17, pdx-1, ins-1 e ins-2, determinando además la producción de las proteínas insulina y glucagón mediante inmunocitoquímica y citometría de flujo. Se obtuvieron cuerpos embrionarios (EBs) a partir de mESC, con características morfológicas diferentes de acuerdo a su diferenciación, los cuales expresaron genes de la línea germinal endodérmica (sox-17 y pdx-1) a los días 0, 11 y 17 de diferenciación, gen inductor del desarrollo embrionario pancreático (pdx-1) al día 11 de diferenciación y, genes de expresión pancreática (ins-1 e ins-2) a los días 17 y 21 de diferenciación. Finalmente se detectó la producción de proteínas insulina y glucagón en los EBs al día 21 de diferenciación. Se logró diferenciar mESC. El análisis morfológico evidenció cúmulos celulares tridimensionales correspondientes a EBs. Con el análisis de los patrones de expresión génica, se distinguieron inicialmente células con características genéticas de endodermo y posteriormente a partir del día 17 células pancreáticas tempranas, las cuales al día 21 de diferenciación expresaron las proteínas insulina y glucagón...

Due to the boom in regenerative medicine, Stem Cells (SC) represent a source of cell replacement to any tissue, we decided to undertake this research with the objective of differentiating mouse embryonic stem cells (mESC) to early pancreatic cells, developing their genetic and morphological characterization. Initially Mouse embryonic fibroblasts (MEF) were grown and arrested in their cell cycle with mitomycin, subsequently mouse embryonic SC (mESC) were expanded and subjected in to a pancreatic cell differentiation protocol of 21 days. During differentiation, morphology and the relative expression of sox-17, pdx-1, Ins-1 and Ins-2 genes were assessed, also the production of insulin and glucagon proteins was determinated by fluorescence microscopy and flow cytometry. Embryoid bodies (EBs) were obtained from mESC, with different morphological characteristics according to their differentiation, which expressed endodermal germ line genes (sox-17 y pdx-1) at days 0, 11 and 17 of differentiation, an inductor gene of embryonic pancreas development (pdx-1) was detected at day 11 of differentiation. Pancreas genes (ins-1 e ins-2) were expressed at day 17 and 21 of differentiation. Finally the production of insulin and glucagon proteins was detected on the EBS at day 21 of differentiation. In conclusion, the mESC differentiation was achieved. The morphological analysis evidenced three-dimensional cell clusters corresponding to EBs. Analysis of the gene expression patterns in the differentiation process, cells initially showed genetic characteristics of endoderm and thereafter from day 17 of differentiation characteristics of early pancreatic cells which by day 21 of differentiation expressed insulin and glucagon proteins...

Epiblast embryo stem cells give origin to adult pluripotent cell populations: primordial germ cell, pericytic and haematopoyetic stem cells: a review / Las células madre del epiblasto dan origen a poblaciones de células pluripotentes adultas: células germinales primordiales, células madre pericíticas y hematopoyéticas: revisión

Adult stem cells are great promise to the future of regenerative therapy, and understanding of its embryonic origin permit the discrimination of stem cell sources. Embryonic stem cells derived from inner cell mass of blastocyst originate the primordial germ cells, and pericyte stem cell associated to vessels endothelium in yolk sac. Currently, it is being proposed that embryonic primordial germ cell could originate hematopoietic stem cells based on the detection of germ cell markers (SSEA-1/TEC-1, Oct-4 and Nanog) in stem cell harvested from fetal liver and bone marrow. However, different experimental evidence points at two separate differentiation routes toward primordial germ cells, and hematopoietic stem cell with the same embryonic origin. The expression of undifferentiated stem cell markers in umbilical cord and placental vessels, such CD34, CXCR4, c-kit and OCT4 demonstrates the intimate relation between pericyte stem cells, endothelium, haematopoiesis, and primordial germ cells, which all originate from embryonic stem cell from the inner cell mass epiblast.

Las células madre adultas son una gran promesa para el futuro de la terapia regenerativa, y la comprensión de su origen embrionario permite la discriminación de las fuentes de células madre. Las células madre embrionarias derivadas del macizo celular interno del blastocisto originan las células germinales primordiales, y células madre pericíticas asociadas al endotelio de los vasos del saco vitelino. En la actualidad, se propone que las células germinales primordiales embrionarias podrían originar a las células madre hematopoyéticas sobre la base de la detección de marcadores de células germinales (SSEA-1/TEC-1 oct-4 y Nanog) en células madre extraídas de hígado fetal y médula ósea. Sin embargo, diferentes evidencias experimentales apuntan hacia dos vías separadas de diferenciación en células germinales primordiales, y en células madre hematopoyéticas con el mismo origen embrionario. La expresión de marcadores de células madre no diferenciadas en el cordón umbilical y los vasos de la placenta, como CD34, CXCR4, c-kit y OcT4 demuestra la íntima relación entre las células madre pericíticas, el endotelio y las células germinales primordiales, las que se originan en células madre embrionarias a partir del epiblasto del macizo celular interno.

The therapeutic potential of human embryonic stem cells.

Due to lack of suitable organ donors, future degenerative diseases and traumas could be treated with stem cell engraftment. To do this, large numbers of cells must be grown and maintained in culture. These cells must also be capable to differentiate into all the cells of the body. Embryonic stem cells fulfill many of the necessary criteria for clinical translation for use in therapeutic transplantation for a myriad of diseases. There are still many issues including immunological, cell cycling and differentiation that must be overcome for them to reach their potential use in the clinical arena.

Stem cells / Células-tronco

Stem cells can be classified as embryonic stem (ES) cells or adult stem cells considering their origin. If plasticity is considered, stem cells can be classified as totipotent, when stem cells retain the ability to give rise to an entire new organism. When stem cells lose this capacity, cells are named pluripotent stem cells, which can give rise to almost all mature cell types that compound an organism. Totipotent and pluripotent stem cells can be obtained from developing early-stage embryos. Multipotent is the group of adult stem cells with restricted plasticity. These cells can differentiate into a defined cell type related with a specific organ or tissue. ES cells can be propagated in vitro under undifferentiated system or with a series of protocols to induce cell differentiation. On the other hand, multipotent adult stem cells cannot be maintained in vitro in an undifferentiated form, except for a special class of adherent adult stem cells named mesenchimal stem cells, which can be expanded in vitro conserving their undifferentiated characteristics. Considering the ability to generate teratomas, ES cells were not used in experimental in vivo cell transplant. On the other hand, several experimental adult stem cells transplants have been performed with controversial results

Considerando a origem de obtenção, as células-tronco podem ser classificadas como células-tronco embrionárias (ES) ou como células-tronco adultas. Mas, se a plasticidade for considerada, as células-tronco podem ser classificadas como células totipotentes, quando as células-tronco preservam a capacidade de dar origem a um novo indivíduo completo. Quando as células-tronco perdem esta capacidade, passam a ser classificadas como células-tronco pluripotentes, que podem dar origem a praticamente todos os tipos celulares maduros que compõem um organismo. Células-tronco totipotentes e pluripotentes podem ser obtidas de estágios embrionários iniciais. O grupo de células-tronco que apresenta plasticidade restrita é denominado de multipotente. Estas células podem se diferenciar em determinado tipo celular comprometido com um órgão ou tecido específico. Células ES podem ser expandidas in vitro, mantendo sua forma indiferenciada, ou podem ser submetidas a uma série de protocolos, que irão induzir diferenciação in vitro. Por outro lado, as células-tronco adultas multipotentes não podem ser mantidas in vitro na forma indiferenciada, exceto uma subpopulação de célulastronco adultas aderentes, denominadas células-tronco mesenquimais, que podem ser mantidas in vitro na forma indiferenciada. Considerando a capacidade de gerar teratomas, as células ES não foram utilizadas para transplante celular experimental in vivo. Além disso, várias cirurgias de transplantes experimentais com células-tronco adultas têm sido realizadas, porém apresentando resultados controversos