¿Qué son las células madre y para qué sirven?

Una célula madre se divide, se renueva y se transforma en otra célula especializada. De ahí sale toda célula nueva del cuerpo. En el laboratorio, esa misma capacidad permite diseñar fármacos y tejidos pensados para un paciente concreto.

Una célula esférica se divide en dos formas distintas: una permanece intacta y luminosa, la otra se transforma en texturas de músculo, hueso y sangre, en disposición circular. — Ilustración. No es una micrografía celular real. Se ve una esfera dividiéndose en formas que evocan tejidos distintos, en composición circular.

En una frase

Una célula madre está presente en todos los organismos pluricelulares. Se divide, produce copias de sí misma y se transforma en células especializadas: músculo, hueso, sangre [1].

Cómo funciona

Todo empieza con una división. La célula madre se parte en dos mediante mitosis, el proceso por el que una célula se divide en dos células hijas. Pero reparte distinto. En la división asimétrica, una hija conserva las propiedades de la original y la otra gana la capacidad de diferenciarse, de especializarse en un tipo de célula concreto [1].

La primera mantiene la reserva: es la autorrenovación. La segunda emprende el camino hacia una función.

No todas llegan igual de lejos. Se clasifican por su potencia, el número de tipos de célula distintos en que pueden convertirse, y hay seis tipos [1]. De mayor a menor alcance:

Totipotentes. Forman todos los tipos celulares y pueden crecer hasta un organismo completo. El ejemplo es el cigoto, la célula que surge cuando un espermatozoide fecunda un óvulo [1].
Pluripotentes. No forman un organismo completo, pero sí cualquier célula de las tres capas del embrión: ectodermo, mesodermo y endodermo [1].
Multipotentes. Solo generan células de su propia capa embrionaria de origen [1].
Oligopotentes. Se diferencian en pocos tipos de célula: las madre linfoides o mieloides son ejemplo [1].
Unipotentes. También llamadas progenitoras. Dan un solo tipo de célula [1].

Las más versátiles aparecen al principio de la vida. Hacia los 4 o 5 días tras la fecundación, el embrión es un blastocisto: una capa externa, el trofoblasto, de unas 70 células, y dentro una masa celular interna de unas 30. Esas 30 son las células madre embrionarias, y son pluripotentes [1].

Pero el adulto también las tiene. En humanos se conocen unos 20 tipos distintos de células madre adultas [1]. Hay otras fuentes: el cordón umbilical, del que se aísla una población multipotente capaz de dar células sanguíneas e inmunitarias, y el líquido amniótico, con células que originan elementos de las tres capas embrionarias [1].

Para qué sirven fuera del cuerpo. Las células madre embrionarias, las adultas y las inducidas en laboratorio alimentan la bioimpresión, porque generan tejido funcional adaptado a cada paciente [3]. El camino tiene obstáculos: dotar al tejido impreso de vasos sanguíneos y fabricarlo a gran escala siguen frenando su llegada a la clínica [3]. Las células reprogramadas a partir de un adulto, además, no provocan rechazo inmunitario. Eso abre la puerta a fármacos pensados para un paciente concreto [1].

Esquema · proceso

Cómo se divide y especializa una célula madre

DivisiónLa célula madre se divide en dos mediante mitosis, el proceso que genera células hijas [1].
Reparto asimétricoEn la división asimétrica cada célula hija recibe una función distinta, no un reparto igual [1].
AutorrenovaciónUna célula hija conserva las propiedades de la original y mantiene la reserva de células madre [1].
DiferenciaciónLa otra hija adquiere la capacidad de especializarse según su nivel de potencia celular [1].
Especialización finalSegún su potencia, la célula llega a un tejido concreto: músculo, hueso o sangre [1].

La división asimétrica reparte dos destinos: renovar la reserva o iniciar la especialización. Datos: ficha de hechos de esta lección (ver Referencias).

Un ejemplo

La médula ósea, el tejido blando del interior de los huesos, guarda células madre mesenquimales. Proceden del mesodermo, así que solo producen células de esa capa: miocitos (músculo), adipocitos (grasa) u osteocitos (hueso) [1]. Un caso claro de célula multipotente.

Estas células notan también la dureza de lo que tienen debajo. La rigidez del soporte donde crecen influye en si conservan su capacidad de especializarse en muchos tipos o se encaminan a uno solo [2]. Células mesenquimales humanas cultivadas varios días sobre plástico rígido siguen mostrando niveles altos de YAP/TAZ y RUNX2, proteínas que regulan qué genes se activan, incluso después de pasarlas a un gel blando [2]. Una especie de memoria mecánica.

Esa memoria tiene consecuencias. Según una revisión sobre el tema, las placas rígidas en que se cultivan tradicionalmente pueden hacer que las células madre adquieran rasgos de cicatrización que persisten tras el trasplante [2].

Esquema · bifurcación

La rigidez del cultivo decide el destino de la célula

Célula madre mesenquimal en cultivo

Sobre plástico rígido (~3 GPa)Mantiene niveles altos de YAP/TAZ y RUNX2Conserva esa señal incluso tras pasar a un gel blandoDesarrolla rasgos de cicatrización que persisten tras el trasplante [2].

Sobre gel blando (~2 kPa)El sustrato no impone la misma rigidez mecánicaLa célula recibe señales distintas desde el entornoLa rigidez determina si la célula preserva su pluripotencia o se diferencia haci

Cómo la dureza del soporte de cultivo condiciona el comportamiento de una célula madre mesenquimal. Datos: ficha de hechos de esta lección (ver Referencias).

Lo que se suele confundir

«Una célula madre puede convertirse en cualquier cosa». Solo las totipotentes llegan a todo; el ejemplo típico es el cigoto. Una célula satélite del músculo, que es unipotente, solo da células musculares [1].

«Las células madre solo existen en los embriones». Están en todos los organismos pluricelulares. En humanos se conocen unos 20 tipos de células madre adultas [1]. Las células satélite musculares incluso sobreviven y conservan sus propiedades tras una congelación post mortem en donantes fallecidos [1].

«Para tener células pluripotentes hay que usar un embrión». En 2006, el grupo de Shinya Yamanaka demostró que células adultas ya especializadas pueden reprogramarse hasta células madre. Usó fibroblastos, células del tejido conectivo, de ratón y humanos, a los que introdujo con virus los genes de cuatro proteínas: Oct4, Sox2, c-myc y Klf4 [1]. Las células resultantes, llamadas iPS (células madre pluripotentes inducidas), tienen el mismo potencial que las embrionarias [1]. Las del líquido amniótico, por su parte, no plantean controversia ética [1].

Para recordar

Una célula madre se divide, se renueva y se especializa; la división asimétrica hace las dos cosas a la vez [1].
Su potencia, el número de tipos de célula que puede producir, va del cigoto, que lo forma todo, a las progenitoras, que dan uno solo [1].
Hay células madre en el embrión, en el adulto, en el cordón umbilical y en el líquido amniótico. Desde 2006 también pueden fabricarse a partir de células adultas [1].
Sirven de base para tejidos y fármacos adaptados a cada paciente, aunque la vascularización y la escala siguen frenando su uso clínico en bioimpresión [1][3].

Cifras

6 tipos de células madre según su potencia [1].
4-5 días: edad del embrión cuya masa celular interna aporta las células madre embrionarias [1].
~70 y ~30 células: trofoblasto y masa celular interna del blastocisto [1].
~20 tipos de células madre adultas conocidos en humanos [1].
2006: año en que se demostró la reprogramación de células adultas a células madre [1].
4 factores usados en esa reprogramación: Oct4, Sox2, c-myc y Klf4 [1].
-196 °C: temperatura del nitrógeno líquido con que se criopreservan células y embriones [1].
~3 GPa frente a ~2 kPa: rigidez del plástico de cultivo y del gel blando en los ensayos de memoria mecánica con células mesenquimales [2].

Línea de tiempo

Dos hitos: reprogramar células y conservar cordón umbilical

2006Reprogramación celularEl grupo de Yamanaka demuestra que fibroblastos de ratón y humanos pueden reprogramarse hasta células madre [1].
2008Promoción comercialLas empresas de FIV promocionan el almacenamiento de sangre de cordón umbilical por unos 15 años [1].
2025Nueva estimaciónLas mismas empresas calculan que esa sangre puede conservarse viable hasta 25 años [1].

Cronología de la reprogramación celular inducida y de la conservación de células del cordón umbilical. Datos: ficha de hechos de esta lección (ver Referencias).

Referencias

Célula madre [Internet]. Wikipedia.Licencia CC BY-SA 4.0 https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/
Bhuyan A, Ahearne M. Mechanical memory in cells: mechanisms, effects, and applications in regenerative medicine. Front. Bioeng. Biotechnol. 2026-08-12;14. doi:10.3389/fbioe.2026.1922947 PMID: 42656736Licencia CC BY
Rajalekshmi R, Agrawal DK. Progressing Regenerative Medicine: Integrating Bioprinting Platforms for Stem Cell Applications. Stem Cells International. 2026-01;2026(1). doi:10.1155/sci/3319102 PMID: 42517158Licencia CC BY

Para profundizar

Libros · ver todos

Divulgación · En inglés

Proteus Effect

Ann B. Parson

J. Henry Press, 2006

Stem cells could be the key that unlocks cures to scores of diseases and illnesses. Their story is at once compelling, controversial, and remarkable. Part detective story, part medical history, The Proteus Effect recounts the events leading up to the discovery of stem cells and their incredible potential for the…

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