miniaturadeimagen|Micrografía electrónica de transmisión de una célula madre adulta mostrando todas sus características ultraestructurales. miniaturadeimagen|División y diferenciación de una célula madre. A: célula madre. B:célula progenitora. C: célula diferenciada. 1: división simétrica de una célula madre. 2: división asimétrica de una célula madre. 3: división de célula progenitora. 4: diferenciación terminal. Las células madre adultas son células idénticas, que se encuentran en todo cuerpo tras el desarrollo y que se multiplican por división celular para reponer las células muertas y regenerar los tejidos dañados. También son conocidas como células madre somáticas (del griego Σωματικóς, «relativo al cuerpo») y, a diferencia de las células madre embrionarias, pueden encontrarse en animales y seres humanos tanto jóvenes como adultos.

El interés científico por las células madre adultas se centra en su capacidad de dividirse o autorrenovarse indefinidamente y generar todos los tipos células del órgano a partir del cual se originan, teniendo el potencial de regenerar todo el órgano a partir de unas pocas células.Mahla RS (2016). "Stem cells application in regenerative medicine and disease threpeutics". International Journal of Cell Biology. 2016 (7): 19. doi:10.1155/2016/6940283. PMC 4969512. PMID 27516776

A diferencia de lo que ocurre con las células madre embrionarias, el uso de células madre adultas humanas en investigaciones y terapias no se considera un obstáculo, ya que provienen de muestras de tejido adulto más que de embriones humanos destinados a la investigación científica. Se han realizado pruebas principalmente en humanos y en ratones.

Estructura Propiedades características Las células madre poseen dos propiedades:

Autorrenovación, que es la capacidad de pasar por numerosos ciclos de división celular mientras aún mantienen su estado indiferenciado. Multipotencialidad, que es la capacidad de generar progenie de diferentes tipos de células, (por ejemplo, células gliales y neuronas) en contraste con la unipotencia, que es el término para las células que se limitan a producir un solo tipo de célula.Sin embargo, algunos investigadores no consideran que la multipotencia sea esencial, y creen que pueden existir células madre unipotentes y autorrenovables. Estas propiedades se pueden demostrar con relativa facilidad in vitro, con métodos como los ensayos clonogénicos, donde se caracteriza la progenie de una sola célula. Sin embargo, no hay duda de que las condiciones del cultivo celular in vitro pueden alterar el comportamiento de las células, y que es difícil demostrar si una subpoblación particular de células posee propiedades de células madre, por lo que existe una polémica importante sobre si algunas poblaciones de células madre propuestas en el adulto son auténticas o no.

Propiedades División celular Para asegurar la autorrenovación, las células madre experimentan dos tipos de división celular (véase el diagrama sobre la división de las células madre y su diferenciación). La división simétrica da lugar a dos células hija idénticas, mientras que la división asimétrica produce una célula madre y una célula progenitora con un potencial limitado de autorrenovación. Las células progenitoras pueden pasar por varias rondas de división celular antes de diferenciarse para formar una célula madura. Se cree que la distinción molecular entre las divisiones simétricas y asimétricas radica en la segregación diferencial de las proteínas de la membrana celular (como los receptores) y sus proteínas asociadas entre las células hijas. En condiciones normales, las células madre del tejido se dividen lentamente y con poca frecuencia, mostrando signos de quiescencia o detención reversible del crecimiento. El nicho en el que se halla la célula madre desempeña un papel importante en el mantenimiento de la quiescencia. Los nichos perturbados hacen que la célula madre comience a dividirse de nuevo para reemplazar las células perdidas o dañadas hasta restaurar el nicho. En las células madre hematopoyéticas, la vía MAPK/ERK y la vía PI3K/AKT/mTOR regulan esta transición. La capacidad de regular el ciclo celular en respuesta a las señales externas ayuda a prevenir el agotamiento de las células madre, o la pérdida gradual de células madre después de un equilibrio alterado entre estados inactivos y activos. La poca frecuencia de división celular también ayuda a reducir el riesgo de adquirir mutaciones en el ADN que se transmitirían a las células hijas.

Plasticidad Algunos descubrimientos en los últimos años dejan entrever que las células madre adultas podrían tener la capacidad de diferenciarse en tipos celulares de diferentes capas germinales. Por ejemplo, las células madre neurales del cerebro, que se derivan del ectodermo, pueden diferenciarse en ectodermo, mesodermo y endodermo.Krause, Diane S.; Theise, Neil D.; Collector, Michael I.; Henegariu, Octavian; Hwang, Sonya; Gardner, Rebekah; Neutzel, Sara; Sharkis, Saul J. (2001). "Multi-Organ, Multi-Lineage Engraftment by a Single Bone Marrow-Derived Stem Cell". Cell. 105 (3): 369–377. doi:10.1016/S0092-8674(01)00328-2. PMID 11348593. S2CID 11666138 Las células madre de la médula ósea, que se deriva del mesodermo, pueden diferenciarse para constituir el hígado, el pulmón, el tracto gastrointestinal y la piel, que se derivan del endodermo y mesodermo.| last1 = Krause | first1 = Diane S. | last2 = Theise | first2 = Neil D. | last3 = Collector | first3 = Michael I. | last4 = Henegariu | first4 = Octavian | last5 = Hwang | first5 = Sonya | last6 = Gardner | first6 = Rebekah | last7 = Neutzel | first7 = Sara | last8 = Sharkis | first8 = Saul J. | title = Multi-Organ, Multi-Lineage Engraftment by a Single Bone Marrow-Derived Stem Cell | journal = Cell | volume = 105 | pages = 369–377 | year = 2001 | doi = 10.1016/S0092-8674(01)00328-2 | pmid=11348593 | issue = 3| s2cid = 11666138 Este fenómeno se conoce como transdiferenciación o plasticidad de las células madre. Se puede inducir modificando el caldo de cultivo cuando las células madre son cultivadas in vitro o trasplantándolas a un órgano del cuerpo diferente del que fueron aisladas inicialmente. No obstante, todavía no se ha llegado a un acuerdo entre los biólogos sobre la prevalencia y relevancia fisiológica y terapéutica de la plasticidad de las células madre. Los recientes descubrimientos demuestran que las células madre pluripotentes pueden encontrarse en la sangre y en tejidos adultos en estado latente. Estas células se conocen como «células madre similares a las blastómeras» (BLSCs por sus siglas en inglés) y "células madre muy pequeñas similares a las embrionarias" (VSEL por sus siglas en inglés), que muestran pluripotencia in vitro. Como las células BLSCs y VSEL están presentes en prácticamente todos los tejidos adultos, incluyendo los del pulmón, cerebro, riñones, músculos y páncreas, la copurificación de las células BLSCs y VSEL con otras poblaciones de células madre adultas puede explicar la aparente pluripotencia de las poblaciones de células madre adultas. Sin embargo, estudios recientes han demostrado que tanto las células VSEL humanas como murinas carecen de las características de las células madre y no son pluripotentes.

Envejecimiento La actividad de las células madre se ve afectada con la edad, y esto contribuye al deterioro progresivo del mantenimiento y reparación de los tejidos.Behrens A, van Deursen JM, Rudolph KL, Schumacher B (2014). "Impact of genomic damage and ageing on stem cell function". Nat. Cell Biol. 16 (3): 201–207. doi:10.1038/ncb2928. PMC 4214082. PMID 24576896 Una causa importante probable de la disfunción creciente de estas células es la acumulación de daños en el ADN causados por la edad, tanto en las células madre como en aquellas que forman parte de su entorno. (Véase también la teoría del envejecimiento por daño en el ADN.)

Sin embargo, las células madre adultas pueden ser revertidas artificialmente a un estado donde se comporten como células madre embrionarias (incluyendo los mecanismos asociados de reparación del ADN). Este experimento se hizo con ratones en el 2006 con el fin de que en un futuro se lograra ralentizar sustancialmente el envejecimiento humano. Tales células son una de las diversas clases de células madre inducidas.

Función Vías de señalización La investigación de células madre adultas se ha centrado en descubrir los mecanismos moleculares generales que controlan su autorrenovación y diferenciación. La ruta de señalización Notch es conocida desde hace décadas por los biólogos del desarrollo. Su papel en el control de la proliferación de células madre se ha puesto de manifiesto ahora en varios tipos de células como las células madre hematopoyéticas, neurales y mamarias. Estas vías de desarrollo se encargan principalmente del control de la formación de las células madre. La familia de TGFβT de citocinas regula la creación de las células normales y la de las células madre cancerígenas.Sakaki-Yumoto M, Katsuno Y, Derynck R (2013). "TGF-β family signaling in stem cells". Biochimica et Biophysica Acta. 1830 (2): 2280–2296. doi:10.1016/j.bbagen.2012.08.008. PMC 4240309. PMID 22959078

Tipos Células madre hematopoyéticas

Las células madre hematopoyéticas (CHS) son células madre que pueden diferenciarse para constituir todas las células sanguíneas. Este proceso se llama hematopoyesis. "Medical Definition of Hematopoiesis". MedicineNet. Archived from the original on 14 March 2017. Retrieved 21 February 2020. Las células madre hematopoyéticas se encuentran en la médula ósea y en la sangre del cordón umbilical.

Células madre mamarias Las células madre mamarias proporcionan la fuente de células para el crecimiento de la glándula mamaria durante la pubertad y la gestación y desempeñan un papel importante en la carcinogénesis de la mama. Estas células se han aislado del tejido humano y de ratones, así como de las líneas celulares derivadas de la glándula mamaria; pueden dar lugar tanto a tipos de células luminales y mioepiteliales de la glándula y se ha demostrado que tienen la capacidad de regenerar todo el órgano en el caso de ratones.

Células madre gástricas

Las células madre gástricas adultas (Gastric Stem Cells), reponen el epitelio gástrico durante toda la vida. Se han identificado diversas poblaciones de células madre y células progenitoras, en diferentes regiones del estómago, tanto en el cuerpo (corpus) como en el antro (antrum). Las (Gastric Stem Cells) y las células Progenitoras (amplificadoras de tránsito), se encuentran situadas en dos sectores aislados de la glándula, denominados «nichos», que están: uno cerca del fondo (o base) y el otro en el istmo.

Células madre intestinales

Las células madre intestinales se dividen continuamente durante toda la vida y utilizan un complicado programa genético que produce las células que recubren la superficie del intestino delgado y grueso. Las células madre se encuentran cerca de la base de las llamadas criptas de Lieberkühn o nicho de células madre. Las que son probablemente, también la causa de la mayoría de los cánceres del intestino delgado y del colon.

Células madre mesenquimales