Las células madre se renuevan constantemente y pueden transformarse en uno o muchos tipos específicos de células. Dado su capacidad para cambiar todo tipo de células en el cuerpo adulto, las células madre prometen ser un depósito para reemplazar tejidos y órganos humanos.
Para entender por qué las células madre son tan "invariables ", es necesario ver cuáles son las diferencias entre las células. Hay una variedad de células en el cuerpo humano, como las células nerviosas en el cerebro, las células hepáticas en el hígado, las células cardiomiocárdicas en el corazón, los glóbulos blancos en la sangre, etc. No solo son diferentes en función, sino que también tienen diferentes formas. Si "perfora " dentro de la célula y" mira ", encontrará que dentro de diferentes células, los tipos de proteínas son diferentes. Dado que todas las actividades de la vida son "realizadas" por proteínas, el tipo de proteína dentro de cada célula determina no solo la estructura de la célula, sino también su función.
Si las proteínas se comparan con un telegrama, entonces el ADN es el código secreto que determina el contenido del telegrama. Dado que las proteínas sintetizadas dentro de diferentes células son diferentes, ¿es su ADN diferente también? La respuesta puede sorprenderte: el ADN es idéntico en todos los diferentes tipos de células, lo que significa que cada célula lleva un conjunto completo de códigos genéticos. Dado que cada tipo de célula tiene un código genético para todos los tipos de proteínas, ¿por qué hay tantas células con diferentes tipos de proteínas?
El secreto es que ninguna célula puede usar todas las contraseñas, sino que tú uses esta parte de la contraseña y yo uso la otra parte. Debido a los diferentes códigos utilizados, las proteínas sintetizadas son diferentes y, por supuesto, las células que contienen estas proteínas también son diferentes. Así que, en teoría, una célula puede convertirse en otra si se puede contrarrestar el código que usan dos tipos de células. En comparación con estas células, las células madre son un tipo de célula que se encuentra en un estado de "espera ". Pueden cambiar a un tipo especificado de células según sea necesario. La diferenciación se conoce como diferenciación de células del mismo tipo en más de dos tipos de células, como el óvulo fertilizado en células hepáticas, células miocárdicas, etc.
Se puede usar una metáfora de imagen para ilustrar la relación entre ellos: las células son como un restaurante, las proteínas en las células son como los platos hechos en el restaurante, y el ADN es la receta. Cada célula de cada criatura tiene una receta para cocinar todos los platos, que se han hecho en pequeñas porciones de los platos, y la mayoría de los platos aún están por desarrollar. Las células madre se pueden hacer en un nuevo plato en cualquier momento según sea necesario.
En el cuerpo humano, las células madre solo pueden reemplazar a las células dañadas o muertas en circunstancias normales, y en muchas condiciones de enfermedad se "envenen " y no pueden desempeñar completamente su función de reparación. Además, el cuerpo humano tiene reglas estrictas sobre la división del trabajo de las células, cada tipo de célula solo puede hacer el trabajo asignado a ella, no se le permite "interferir" para hacer el trabajo de otras células. Por ejemplo, el oído humano tiene solo unos pocos miles de células auditivas. Cuando algunas de ellas están dañadas, aunque hay decenas de miles de otras células alrededor, no pueden tomar el trabajo de las células auditivas y la audición de una persona se deteriora. La tecnología de células madre es romper las restricciones que no se pueden reemplazar entre las células, haciendo que las células madre se conviertan en "atletas omnipotentes" que pueden reemplazar cualquier tipo de células dañadas o muertas.
Una forma de hacerlo es extraer células madre listas, proliferarlas en condiciones de cultivo artificiales, y luego usar varias condiciones de cultivo para "inducir "las a convertirse en las células que necesitamos. Ahora las células madre humanas se pueden obtener de embriones tempranos, líquido amniótico, sangre del cordón umbilical, médula ósea, timo, piel, intestino delgado, cerebro, ojos, páncreas, hígado, grasa, músculos y otros lugares. Sin embargo, el número de células madre disponibles es limitado, y el aislamiento y la extracción son más difíciles.
Para superar estas dificultades, los científicos han explorado un camino alternativo, utilizando células ya diferenciadas para "construir" células madre. En 2005, Nobuyama Yamanaka del Instituto de Medicina Regenerativa de la Universidad de Kyoto, Japón, transportó cuatro genes a las células de la piel de ratones con la ayuda de retrovirus, que se convirtieron en células madre pluripotentes después de recibir genes extraños. En 2007, los investigadores del laboratorio de Shushiya Yamanaka y James Thomson de la Universidad de Wisconsin, Estados Unidos, utilizaron la modificación genética para transformar las células de la piel humana en células madre. Yamanaka también ganó el Premio Nobel de Fisiología y Medicina 2012 junto con Gorden.