Stem Cell clinical grade Biology for human therapies. Clase para maestría en Ciencias Básicas Odontológicas en la Universidad El Bosque. Colombia. 2018

2. Stem Cells; Hype or Hope
“Bombo Publicitario o Esperanza Médica”
Dr. Juan Carlos Munévar Niño
Profesor Asociado.
2018

4. Investigación con Células StemInvestigación con Células Stem
Pros
•Un gran potencial para encontrar
tratamientos a varias enfermedades:
cáncer; diabetes, lesiones de medula
espinal, Alzheimer, MS, Huntington,
Parkinson etc.
•Las células troncales adultas
provenientes de sangre, piel, etc son
efectivas para tratar diferentes
enfermedades en modelos animales.
•Las células troncales de cordón
umbilical se han utilizado para varios
tratamientos experimentales.
Contras
•Aspecto religioso, pues la vida
comienza desde la concepción y
destruirla para realizar investigación
es inmoral y erróneo. El uso de
células troncales embrionarias en
investigación implica la destrucción
de blastocitos creados in vitro.

5. Respuestas de reparación posterior a

6. Las raíces de la Ingeniería
Tisular existen antes que la
ciencia comenzara como tal.
El versículo de la Biblia
Génesis II:21-22 reporta el
primer registro de Ingeniería
Tisular: “Entonces Jehovah“Entonces Jehovah
Dios hizo que sobre elDios hizo que sobre el
hombre cayera un sueñohombre cayera un sueño
profundo; y mientras Dormía,profundo; y mientras Dormía,
Tomó una de sus costillas yTomó una de sus costillas y
Cerró la carne en su lugar. YCerró la carne en su lugar. Y
de la costilla que Jehovahde la costilla que Jehovah
Dios Tomó del hombre, hizoDios Tomó del hombre, hizo
una mujer y la trajo aluna mujer y la trajo al
hombre.”hombre.”
Las raíces de la Ingeniería
Tisular existen antes que la
ciencia comenzara como tal.
El versículo de la Biblia
Génesis II:21-22 reporta el
primer registro de Ingeniería
Tisular: “Entonces Jehovah“Entonces Jehovah
Dios hizo que sobre elDios hizo que sobre el
hombre cayera un sueñohombre cayera un sueño
profundo; y mientras Dormía,profundo; y mientras Dormía,
Tomó una de sus costillas yTomó una de sus costillas y
Cerró la carne en su lugar. YCerró la carne en su lugar. Y
de la costilla que Jehovahde la costilla que Jehovah
Dios Tomó del hombre, hizoDios Tomó del hombre, hizo
una mujer y la trajo aluna mujer y la trajo al
hombre.”hombre.”
Interés en las células Stem debido a su potencial terapéutico in vivoInterés en las células Stem debido a su potencial terapéutico in vivo

7. Células Stem prometedoras posibilidades
como estrategias terapéuticas
Células Stem prometedoras posibilidades
como estrategias terapéuticas
•Abraham Trembley
• Charles Bonnet,
• Peter Simon Pallas
• René- Antoine
Ferchault Réaumur
Regeneración en
salamandras y
extremidades de
cangrejos
Existe regeneración de piel, sangre, músculo y hueso
en los mamíferos
Células StemCélulas Stem

9. Dr. Juan Carlos Munévar
1908 - Alexander Maximow – Histólogo ruso quien propuso la existencia de las stem cells y la
teoría de la Hematopoyesis
1917 - Dr. Florence R. Sabin profesora en John Hopkins quien realizo varios trabajos pioneros
en Stem Cells. “Preliminary Note on the Differentiation of Angioblasts and the Method by
Which They Produce Blood-Vessels, Blood-Plasma and Red Blood-Cells As Seen in the Living
Chick”. The Anatomical Record.
1960 – Friendstein y Chertkov científicos rusos demostraron experimentalmente la existencia
de las células estromales mesenquimales multipotenciales como Unidades Formadoras de
Colonias de Fibroblastos.
1960s - Joseph Altman y Gopal Das, presentaron evidencia de neurogénesis adulta por
actividad de células Stem en el cerebro.
1963 - McCulloch y Till ilustraron la presencia de células Stem con auto renovación en medula
ósea de ratón.
1968 – Se realizó un transplante de medula ósea con éxito entre dos hermanos
1978 – Las células Stem Hematopoyéticas son descubiertas en sangre de cordón umbilical.
1981 – Las células Stem embrionarias de ratón se derivan de la masa interna celular del
blastocisto.
RESEÑA CÉLULAS STEMRESEÑA CÉLULAS STEM

10. El primer clon; la oveja Dolly
Ian Wilmut, líder del grupo que creo Dolly en el Scotland's
Roslin Institute en 1996.
Dolly Parton (cantante) nombre que se le otorgo a la oveja.

11. 1992 – Las células Stem neuronales son cultivadas in vitro
como neuroesferas
1995 – El presidente Bill Clinton muestra en la ley de
enmienda que hace ilegal la utilización de dinero federal
para investigar sobre células Stem derivadas del embrión.
1996 - Ian Wilmut, líder del grupo que creo Dolly en el
Scotland's Roslin Institute en 1996.
1997 – La leucemia brinda la posibilidad de originar
células Stem Hematopoyéticas; primera evidencia directa
para células Stem de cáncer
1998 - James Thomson y col. presentan la primera línea de
células Stem embrionarias en la universidad de
Wisconsin- Madison.

14. 2000 – Fueron publicados varios reportes sobre células Stem adultas.
2003 - Dr. Songtao Shi de NIH descubre una nueva fuente de células Stem adultas en
los dientes temporales de los niños.*
2004-2005 – Por las demandas a Hwang Woo-Suk crearon varias líneas de células Stem
embrionarias de oocitos humanos infértiles.
2006 – Científicos de instituto Pasteur proporcionan evidencia que las células Stem de
músculo pudieron conservar ambas hebras de DNA durante la división celular,
resultando conservativa la replicación semiconservativa.**
Julio 19, 2006 – El presidente George Bush veto la cuenta federal que se utilizaría para
la investigación de células Stem derivadas del embrión.
2008 - Shin'ya Yamanaka, Osaka, Japón. Premio Nobel 2012 Medicina y Fisiología por
revertir los procesos de diferenciación y reprogramación celular. Descubrió las iPSc.
2014 - Yoshiki Sasai Centro Ryken Biología del desarrollo, Kobe, Japón. Mecanismos
moleculares de neurogénesis para el posible tratamiento de la Enfermedad de
Parkinson. (Haruko Obokata “Acid bath offers easy path to stem cells”)
* Shostak S (2006). "(Re)defining stem cells". Bioessays 28 (3): 301-8.
** Shinin V, Gayraud-Morel B, Gomes D, Tajbakhsh S (2006). "Asymmetric division and cosegregation of template DNA strands in adult muscle satellite cells. Nat Cell Biol 8
(7).

15. Los polímeros y sus aplicaciones médicas
Sustitutos de Tejidos: de los biomateriales a la
Ingeniería Tisular
(Lizarbe, 2007)

16. • Salgado A. J, Coutinho O. P, Reis R.L,
• Spitzer R.S, Perka C, Lindenhayn K, Zippel H. 2002
Lesiones óseas deLesiones óseas de
Tamaño CríticoTamaño Crítico
Lesiones óseas deLesiones óseas de
Tamaño CríticoTamaño Crítico

18. DISCIPLINA CIENTIFICA QUE BUSCA LA REGENERACION DEDISCIPLINA CIENTIFICA QUE BUSCA LA REGENERACION DE
TEJIDOS Y ORGANOS BASADO EN EL CONOCIMIENTO ENTEJIDOS Y ORGANOS BASADO EN EL CONOCIMIENTO EN
CIENCIAS BIOLOGICASCIENCIAS BIOLOGICAS
BIOMIMETICOS
Análogos o sustitutos
sintetizados in vitro de tejidos
biológicos
CAMPO MULTIDISCIPLINARIOCAMPO MULTIDISCIPLINARIO
BIOLOGIA CELULAR BIOLOGIA MOLECULAR BIOQUÍMICA
MEDICINA VETERINARIA

19. • Shrivats AR, McDermott MC, Hollinger JO. 2014
• Ayala R, Zhang C, Yang D, Hwang Y, Aung A, Shroff SS, et al. 2011
Auto-
renovación
Célula
estromal
Condrocito
Osteoblasto Adipocito
POLIMEROSPOLIMEROS
SINTETICOS:SINTETICOS:
Polietilenglicol
(PEG)
Policaprolactona
(PCL)
Acido poliláctico
(PLA)
Acido poliglicólico
(PGA)
Acido poliláctico-
co-glicolico (PLGA)
NATURALES:
Proteínas:
Colágeno , fibrina
Polisacáridos:
Alginato , quitosano

21. stración gráfica que enumera las disciplinas involucradas en la investigación de ingeniería de tejid
Fuente: Advanced Manufacturing Technology for Medical
Applications (Gibson, 2005)

22. Criterios y consideraciones funcionales para el diseño de matrices 3D extracelulares
utilizados en ingeniería de tejidos óseos.
Fuente: Comportamiento in vitro de células stem mesénquimales de origen dental humano en matrices extracelulares tridimensionales de ácido
poliláctico/poliglicólico con y sin hidroxiapatita. Universidad Nacional de Colombia (Jiménez Ortegón & Munevar Niño, 2015)

23. CELULA ESTROMAL DE MEDULA OSEA

25. Factores de crecimiento
• Polipéptidos
• Algunos actúan en varias células
• Otros en células blanco específicas
• Migración, contracción, diferenciación,
angiogénesis, receptores de factores de
crecimiento y factores de transcripción

26. Mecanismos de
señalización
involucrados en la
proliferación y
diferenciación
Mecanismos de
señalización
involucrados en la
proliferación y
diferenciación

29. GRUPO UNIDAD DE INVESTIGACIÓN BÁSICA ORAL U.I.B.O.GRUPO UNIDAD DE INVESTIGACIÓN BÁSICA ORAL U.I.B.O.GRUPO UNIDAD DE INVESTIGACIÓN BÁSICA ORAL U.I.B.O.GRUPO UNIDAD DE INVESTIGACIÓN BÁSICA ORAL U.I.B.O.
Biología celular y molecular de lasBiología celular y molecular de las
terapias basadas en Células Troncalesterapias basadas en Células Troncales
en Odontologíaen Odontología
Dr. Juan Carlos Munévar Niño. Profesor Asociado.
Coordinador líneaCoordinador línea REGENERACIÓN TISULAR &REGENERACIÓN TISULAR &
CELULAS STEM CRANEOFACIALESCELULAS STEM CRANEOFACIALES
Dr. Juan Carlos Munévar Niño. Profesor Asociado.
Coordinador líneaCoordinador línea REGENERACIÓN TISULAR &REGENERACIÓN TISULAR &
CELULAS STEM CRANEOFACIALESCELULAS STEM CRANEOFACIALES

30. Biomateriales novedosos integran células Stem capaces de auto-Biomateriales novedosos integran células Stem capaces de auto-
renovarse o de diferenciarse en tipos celulares específicos.renovarse o de diferenciarse en tipos celulares específicos.
(Neuronas, osteoblastos, condrocitos, queratinocitos)(Neuronas, osteoblastos, condrocitos, queratinocitos)
Thirumala S, Goebel W. S, Woods E. Clinical grade adult stem cell banking. Organogenesis. 5: 3. 143 – 54. 2009Thirumala S, Goebel W. S, Woods E. Clinical grade adult stem cell banking. Organogenesis. 5: 3. 143 – 54. 2009
SíndromesSíndromesSíndromesSíndromes
EnfermedadesEnfermedades
crónicascrónicas
EnfermedadesEnfermedades
crónicascrónicas
NeoplasiasNeoplasiasNeoplasiasNeoplasias
TraumaTraumaTraumaTrauma

31. • El término en inglés es “Stem
cells” (CÉLULAS TRONCO)
• Células Troncales o Tronco. En
cualquier caso…
• Nos referimos a STEM CELLS
• Ha trascendido socialmente el
término “Célula Madre”

35. Cancer stem cells
Escasas celulas en tumores con la capacidad de
auto renovación y amplio potencial de
diferenciación tumoral involucradas en la
carcinogénesis
Celulas Stem Normales
Escasas celulas en órganos y tejidos con la
capacidad de autorenovación y amplio potencial
de diferenciación involucradas en la
organogénesis.

36. Propiedades compartidas por las células
stem normales y las cancer stem cells
• Division Asimétrica:
– Autorenovación
• Las células stem normales deben autorenovarse a lo largo
de la vida para mantener organos especificos.
• Las Cancer stem cells se autorenuevan para mantener el
crecimiento tumoral.
– Diferenciación en diversos fenotipos celulares
• Poblaciones heterogeneas celulares en organos o tumores
• Reguladas por vías similares
– Vías de señalización que regulan la autorenovación
en células stem normales pero son disfuncionales en
cancer stem cells

37. Vías Wnt, Shh, and Notch que contribuyen en la autorenovación de stem cells y/o progenitores en una
variedad de órganos, SNC y S. Hematopoyético. Al disregularse contribuyen en la oncogénesis. Carcinoma
de colon, tumores epidermicos (Wnt), meduloblastoma y carcinoma de células basales(Shh), y leucemias
de células T (Notch).
Vías implicadas en auto renovación disreguladas en células de
cáncer

38. Origen de la teoría de Cáncer Stem Cells
Solo una fracción de células de cáncer son capaces de una
proliferación extensa
Tumores líquidos
Ensayos de formación de colonias In vitro 1 en 10,000 hasta 1 en 100
células de mieloma murino
Ensayos de transplantes In vivo : - Solo 1-4% de células de leucemia
transplantadas forman colonias en el bazo
Tumores Sólidos
- Un gran numero de células se necesitan para crecer tumores en
modelos de xenoinjertos
- 1 en 1,000 hasta 1 en 5,000 celulas de cancer de pulmón, de
neuroblastoma , ovario, o de seno pueden formar colonias en agar o in
vivo

39. Dos Modelos para la heterogeneidad del Cancer
1. Todas las células cancerígenas son potenciales
cancer stem cells pero con baja probabilidad de
proliferar en ensayos clonogénicos.
2. Solo una pequeña fracción de células de cancer
son cancer stem cells con la capacidad de proliferar
indefinidamente.

42. Injerto óseoInjerto óseo
Célula madreCélula madre
multipotencialmultipotencial
Célula madreCélula madre
hematopoyéticahematopoyética
PlaquetasPlaquetas
EritrocitosEritrocitos
EosinófiloEosinófilo
NeutrófiloNeutrófilo
MegacariocitoMegacariocito
BasófiloBasófilo
Linfocito TLinfocito T
Célula killer naturalCélula killer natural
Célula dendríticaCélula dendrítica
Linfocito BLinfocito B
Célula progenitora linfoideCélula progenitora linfoide
CélulaCélula
progenitoraprogenitora
mieloidemieloide
MonocitoMonocito
MédulaMédula
ÓseaÓsea
HuesoHueso

43. Linfocito TLinfocito T
Célula madreCélula madre
hematopoyéticahematopoyética
EritrocitosEritrocitos
SangreSangre
circulantecirculante
TimoTimo
NódulosNódulos
linfáticoslinfáticos
BazoBazo
MédulaMédula
óseaósea
Al timo,Al timo,
amígdalas yamígdalas y
órganosórganos
linfoideslinfoides
1 HSC en sangre / 100 en la1 HSC en sangre / 100 en la
médula óseamédula ósea
Linfocito BLinfocito B
DelDel
timotimo

46. Factores solubles /Factores solubles / ccitoquinasitoquinas
Migración proliferación diferenciación
M.E.C
especializada
CélulaCélula
StemStem
Oct 4Oct 4
PluripotencialPluripotencial
MultipotencialMultipotencial
precursoraprecursora
osteoblasto
condrocito
odontoblasto
Dentina
hueso
cartílago

47. CélulasCélulas
StemStem
CélulasCélulas
ProgenitorasProgenitoras
CélulasCélulas
TerminalesTerminales
DiferenciadasDiferenciadas
DivisiónDivisión
simétricasimétrica
DivisiónDivisión
asimétricaasimétrica
Célula StemCélula Stem
MesenquimalMesenquimal
Quiescencia & AutoQuiescencia & Auto
renovaciónrenovación

48. DivisiónDivisión
AsimétricaAsimétrica
DivisiónDivisión
SimétricaSimétrica
QuiescenciaQuiescencia
& Auto& Auto
renovaciónrenovación
Algunas células stemAlgunas células stem
permanecen en el períodopermanecen en el período
postnatal para mantener lapostnatal para mantener la
homeostasishomeostasis
Las células stemLas células stem
postnatales regeneranpostnatales regeneran
tejidos.tejidos.
Pedro A. Sánchez-Lara, Hu Zhao, Ruchi Bajpai, Alaa I. Abdelhamid y David WarburtonPedro A. Sánchez-Lara, Hu Zhao, Ruchi Bajpai, Alaa I. Abdelhamid y David Warburton..
Impact of stem cells in craniofacial regenerative medicine. Front. Physiol.,Impact of stem cells in craniofacial regenerative medicine. Front. Physiol.,
21 June 2012 .21 June 2012 .
Pedro A. Sánchez-Lara, Hu Zhao, Ruchi Bajpai, Alaa I. Abdelhamid y David WarburtonPedro A. Sánchez-Lara, Hu Zhao, Ruchi Bajpai, Alaa I. Abdelhamid y David Warburton..
Impact of stem cells in craniofacial regenerative medicine. Front. Physiol.,Impact of stem cells in craniofacial regenerative medicine. Front. Physiol.,
21 June 2012 .21 June 2012 .
Las células stem generanLas células stem generan
tejidos orofaciales durante eltejidos orofaciales durante el
desarrollodesarrollo
Macizo
Craniofaci
al
Potencial
Regenerativo
Piel
Musculo &
Mesénquima
Hueso estructural
Hueso de sostén
Estructuras
Dentales/Periodontales
Vasos Sanguíneos y
Nervios
Cicatrización
Integración muscular & ósea
Matrices biodegradables
Regeneración neurovascular
Regeneración de dientes /
periodonto
Regeneración de defectos tamaño
crítico

49.  Medula ósea
 Tejido adiposoTejido adiposo
 Sangre periférica
 Sangre de Cordón Umbilical
 Gelatina de Wharton
 Placenta
 Periostio
 PielPiel
 Folículo Piloso.Folículo Piloso.
 iPSiPS
 SCNTSCNT
Friedenstein AJ, Deriglasova UF, Kulagina NN, Panasuk AF, Rudakowa SF, Luria EA, Ruadkow IA: Precursors for fibroblasts in different populations ofFriedenstein AJ, Deriglasova UF, Kulagina NN, Panasuk AF, Rudakowa SF, Luria EA, Ruadkow IA: Precursors for fibroblasts in different populations of
hematopoietic cells as detected by the in vitro colony assay method. Exp Hematol 1974, 2:83-92hematopoietic cells as detected by the in vitro colony assay method. Exp Hematol 1974, 2:83-92
Friedenstein AJ, Deriglasova UF, Kulagina NN, Panasuk AF, Rudakowa SF, Luria EA, Ruadkow IA: Precursors for fibroblasts in different populations ofFriedenstein AJ, Deriglasova UF, Kulagina NN, Panasuk AF, Rudakowa SF, Luria EA, Ruadkow IA: Precursors for fibroblasts in different populations of
hematopoietic cells as detected by the in vitro colony assay method. Exp Hematol 1974, 2:83-92hematopoietic cells as detected by the in vitro colony assay method. Exp Hematol 1974, 2:83-92
Células Stem Grado clínicoCélulas Stem Grado clínico
AdultasAdultasAdultasAdultas
MesenquimalesMesenquimalesMesenquimalesMesenquimalesHematopoyéticasHematopoyéticasHematopoyéticasHematopoyéticas
EmbrionariasEmbrionariasEmbrionariasEmbrionarias
• Reserva celularReserva celular in vivoin vivo
• Auto renovaciónAuto renovación in vitro / in vivoin vitro / in vivo
• AdherentesAdherentes in vitroin vitro
• Potencial de diferenciaciónPotencial de diferenciación in vivoin vivo
• Reserva celularReserva celular in vivoin vivo
• Auto renovaciónAuto renovación in vitro / in vivoin vitro / in vivo
• AdherentesAdherentes in vitroin vitro
• Potencial de diferenciaciónPotencial de diferenciación in vivoin vivo
PropiedadesPropiedadesPropiedadesPropiedades
Hiroshi Egusa y col/2012. Stem cells in dentistry – Part I: Stem cell sources. Journal of
Prosthodontic Research 56 (2012) 151–165
Hiroshi Egusa y col/2012. Stem cells in dentistry – Part I: Stem cell sources. Journal of
Prosthodontic Research 56 (2012) 151–165

50. RAZONES PARA SELECCIONAR DSC EN ODONTOLOGIARAZONES PARA SELECCIONAR DSC EN ODONTOLOGIA
REGENERATIVAREGENERATIVA
RAZONES PARA SELECCIONAR DSC EN ODONTOLOGIARAZONES PARA SELECCIONAR DSC EN ODONTOLOGIA
REGENERATIVAREGENERATIVA
4. Las MSC dentales usualmente presentan altas tasas de proliferación lo que4. Las MSC dentales usualmente presentan altas tasas de proliferación lo que
proporciona un número suficiente de células para futuras aplicaciones clínicasproporciona un número suficiente de células para futuras aplicaciones clínicas
en odontología regenerativaen odontología regenerativa (Gronthos et al, 2000; Miura et al, 2003).(Gronthos et al, 2000; Miura et al, 2003).
L. Wang, Y. Zhao, and S. Shi. Interplay between Mesenchymal stem cells and Lymphocytes: Implications for Immunotherapy and tissue regeneration.L. Wang, Y. Zhao, and S. Shi. Interplay between Mesenchymal stem cells and Lymphocytes: Implications for Immunotherapy and tissue regeneration.
Journal of Dental Research 2012.Journal of Dental Research 2012.
L. Wang, Y. Zhao, and S. Shi. Interplay between Mesenchymal stem cells and Lymphocytes: Implications for Immunotherapy and tissue regeneration.L. Wang, Y. Zhao, and S. Shi. Interplay between Mesenchymal stem cells and Lymphocytes: Implications for Immunotherapy and tissue regeneration.
Journal of Dental Research 2012.Journal of Dental Research 2012.
2. Las MSC Dentales incluyendo SHEDs, SCAP, PDLSCs y MSC de los maxilares,2. Las MSC Dentales incluyendo SHEDs, SCAP, PDLSCs y MSC de los maxilares,
muestran una fuerte inmunocapacidad moduladora, posiblemente debido a lamuestran una fuerte inmunocapacidad moduladora, posiblemente debido a la
alta frecuencia de exposición al medio ambiente inflamatorio en la cavidad oralalta frecuencia de exposición al medio ambiente inflamatorio en la cavidad oral
(Wada et al, 2009;. Ding et al, 2010a;. Yamaza et al, 2010, 2011).(Wada et al, 2009;. Ding et al, 2010a;. Yamaza et al, 2010, 2011).
3. Debido a sus orígenes de la cresta neural, las MSC dentales presentan un3. Debido a sus orígenes de la cresta neural, las MSC dentales presentan un
robusto potencial de multidiferenciación lo que favorece la regeneración tisularrobusto potencial de multidiferenciación lo que favorece la regeneración tisular
en el contexto cráneofacial (Chung et al, 2009;. Yamaza et al, 2011.)en el contexto cráneofacial (Chung et al, 2009;. Yamaza et al, 2011.)

51. Gronthos S, Brahim J, Li W, Fisher LW, Cherman N, Booyde A, et al. Stem cell properties of human dental pulp stem cells. J Dent Res. 2002;
81 (8): 531-5
Gronthos S, Brahim J, Li W, Fisher LW, Cherman N, Booyde A, et al. Stem cell properties of human dental pulp stem cells. J Dent Res. 2002;
81 (8): 531-5
Iohara K. Dentin regeneration by dental pulp stem cell therapy with recombinant human bone morphogenetic protein 2. J Dent Res. 2004;
83(8):590-5.
Iohara K. Dentin regeneration by dental pulp stem cell therapy with recombinant human bone morphogenetic protein 2. J Dent Res. 2004;
83(8):590-5.

52. Huang G, Gronthos S, Shi SHuang G, Gronthos S, Shi S. Mesenchymal Stem Cells Derived from Dental Tissues vs. Those from Other Sources: Their Biology in Regenerative. Mesenchymal Stem Cells Derived from Dental Tissues vs. Those from Other Sources: Their Biology in Regenerative
MedicineMedicine. Journal Dental Research, 88(9) 2009.. Journal Dental Research, 88(9) 2009.
Huang G, Gronthos S, Shi SHuang G, Gronthos S, Shi S. Mesenchymal Stem Cells Derived from Dental Tissues vs. Those from Other Sources: Their Biology in Regenerative. Mesenchymal Stem Cells Derived from Dental Tissues vs. Those from Other Sources: Their Biology in Regenerative
MedicineMedicine. Journal Dental Research, 88(9) 2009.. Journal Dental Research, 88(9) 2009.

53. L. Wang, Y. Zhao, S. ShiL. Wang, Y. Zhao, S. Shi.. Interplay between Mesenchymal Stem Cells and Lymphocytes: Implications for Immunotherapy and Tissue Regeneration .Interplay between Mesenchymal Stem Cells and Lymphocytes: Implications for Immunotherapy and Tissue Regeneration . J Dent ResJ Dent Res 9191L. Wang, Y. Zhao, S. ShiL. Wang, Y. Zhao, S. Shi.. Interplay between Mesenchymal Stem Cells and Lymphocytes: Implications for Immunotherapy and Tissue Regeneration .Interplay between Mesenchymal Stem Cells and Lymphocytes: Implications for Immunotherapy and Tissue Regeneration . J Dent ResJ Dent Res 9191
Células Stem ExtrínsecasCélulas Stem Extrínsecas
Aislamiento
Caracterización
Cultivo
Expansión
Congelación
Implantación / infusión
Seguimiento
Células Stem IntrínsecasCélulas Stem Intrínsecas
Movilización
Homing

54. Estudios Clínicos en Colombia con células StemEstudios Clínicos en Colombia con células Stem
• Financiación gubernamental yFinanciación gubernamental y
privadaprivada
• Regulación apropiadaRegulación apropiada
• Ensayos clínicos.Ensayos clínicos.
• Nuevas tecnologíasNuevas tecnologías
• ModelosModelos in vitroin vitro de enfermedadesde enfermedades
• CriopreservaciónCriopreservación
• Financiación gubernamental yFinanciación gubernamental y
privadaprivada
• Regulación apropiadaRegulación apropiada
• Ensayos clínicos.Ensayos clínicos.
• Nuevas tecnologíasNuevas tecnologías
• ModelosModelos in vitroin vitro de enfermedadesde enfermedades
• CriopreservaciónCriopreservación
RecomendacionesRecomendacionesRecomendacionesRecomendaciones
Dental Stem Cells CFU-F, U.I.B.O.
Universidad El Bosque. 2009
Células Stem: Del laboratorio al pacienteCélulas Stem: Del laboratorio al paciente

55. Terapias basadas en células StemTerapias basadas en células Stem
CriteriosCriteriosCriteriosCriterios
Células Stem: Del laboratorio al pacienteCélulas Stem: Del laboratorio al paciente
International Society for Stem Cell Research. http://www.closerlookatstemcells.org/. On line Oct 10 2013.

56. Los esfuerzos para reducir el riesgo,Los esfuerzos para reducir el riesgo,
abordar los incidentes y accidentesabordar los incidentes y accidentes
que puedan impactar negativamente aque puedan impactar negativamente a
los PACIENTESlos PACIENTES
La FDA tiene jurisdicción sobre laLa FDA tiene jurisdicción sobre la
producción y mercadeo de cualquierproducción y mercadeo de cualquier
terapia basada en células troncalesterapia basada en células troncales
que involucre el trasplante de célulasque involucre el trasplante de células
humanas a pacientes.humanas a pacientes.Las células troncales cultivadas enLas células troncales cultivadas en
grandes cantidades fuera de su entornograndes cantidades fuera de su entorno
natural en el cuerpo humano puedennatural en el cuerpo humano pueden
llegar a ser ineficaces o peligrosas,llegar a ser ineficaces o peligrosas,
produciendo importantes efectos adversosproduciendo importantes efectos adversos
como tumores, reacciones inmunológicascomo tumores, reacciones inmunológicas
graves, o crecimiento de tejido nograves, o crecimiento de tejido no
deseado.deseado.

60. M. Shi y col. 2011.
The Journal of Translational
Immunology
PROPIEDADES INMUNOMODULADORAS DE LAS
CELULAS STEM MESENQUIMALES
PROPIEDADES INMUNOMODULADORAS DE LAS
CELULAS STEM MESENQUIMALES
Las MSC interactúan estrechamente con las células inmunes,
tales como: Linfocitos, Macrófagos, Natural Killer, Celulas
Dendríticas.
La evidencia demuestra que losLa evidencia demuestra que los
rechazos inmunológicos traen comorechazos inmunológicos traen como
consecuencia:consecuencia:
•Destrucción de órganos como el timoDestrucción de órganos como el timo
•Aumento de infecciones oportunistas enAumento de infecciones oportunistas en
pacientes inmunosuprimidos.pacientes inmunosuprimidos.
Con la realización de auto injertos, aloinjertos y xenoinjertos de célulasCon la realización de auto injertos, aloinjertos y xenoinjertos de células
troncales se corre el riesgo de rechazo inmunológico o reacción injerto vstroncales se corre el riesgo de rechazo inmunológico o reacción injerto vs
huésped.huésped.
M. Shi, Z.-W. Liu and F.-S. Wang. Immunomodulatory properties and therapeutic application of mesenchymal stem cells. The Journal of Translational Immunology.
164: 1-8. 2011
M. Shi, Z.-W. Liu and F.-S. Wang. Immunomodulatory properties and therapeutic application of mesenchymal stem cells. The Journal of Translational Immunology.
164: 1-8. 2011

61. • Las células stem mesenquimales poseen
notables propiedades
INMUNOSUPRESORASINMUNOSUPRESORAS
Estas características únicas postulan a las MSC como candidatos ideales comoEstas características únicas postulan a las MSC como candidatos ideales como
inmunosupresores para aplicación clínica en patologías inmunes o trasplante deinmunosupresores para aplicación clínica en patologías inmunes o trasplante de
órganos.órganos.
Estas características únicas postulan a las MSC como candidatos ideales comoEstas características únicas postulan a las MSC como candidatos ideales como
inmunosupresores para aplicación clínica en patologías inmunes o trasplante deinmunosupresores para aplicación clínica en patologías inmunes o trasplante de
órganos.órganos.
Laura Juliana Cortés. Instituto Unidad de Investigación Básica Oral. U.I.B.O. Universidad El Bosque. 2013Laura Juliana Cortés. Instituto Unidad de Investigación Básica Oral. U.I.B.O. Universidad El Bosque. 2013Laura Juliana Cortés. Instituto Unidad de Investigación Básica Oral. U.I.B.O. Universidad El Bosque. 2013Laura Juliana Cortés. Instituto Unidad de Investigación Básica Oral. U.I.B.O. Universidad El Bosque. 2013
1. Pueden inhibir la proliferación y función de las
principales poblaciones de células inmunes, incluyendo
células T, células B y las células asesinas naturales
(NK);
2. Modulan las actividades de las células dendríticas (DC)
3. Inducen a las células T reguladoras tanto in vivo como in
vitro.

62. M. Shi, Z.-W. Liu and F.-S. Wang. Immunomodulatory properties and therapeutic application of mesenchymal stem cells. The Journal of Experimental Immunology. 164: 1-8. 2011M. Shi, Z.-W. Liu and F.-S. Wang. Immunomodulatory properties and therapeutic application of mesenchymal stem cells. The Journal of Experimental Immunology. 164: 1-8. 2011
Células
B
Células
T
Monocito

63. L. Wang, Y. Zhao, S. ShiL. Wang, Y. Zhao, S. Shi.. Interplay between Mesenchymal Stem Cells and Lymphocytes: Implications for Immunotherapy and Tissue Regeneration .Interplay between Mesenchymal Stem Cells and Lymphocytes: Implications for Immunotherapy and Tissue Regeneration . J Dent ResJ Dent Res 9191L. Wang, Y. Zhao, S. ShiL. Wang, Y. Zhao, S. Shi.. Interplay between Mesenchymal Stem Cells and Lymphocytes: Implications for Immunotherapy and Tissue Regeneration .Interplay between Mesenchymal Stem Cells and Lymphocytes: Implications for Immunotherapy and Tissue Regeneration . J Dent ResJ Dent Res 9191
Las MSC pueden regular
subpoblaciones de linfocitos,
incluyendo las células T gamma
delta, linfocitos T ayudadores CD4+
(Ths), linfocitos T citotóxicos CD8+
(CTL), las células asesinas
naturales (NK), los linfocitos B y los
linfocitos T reguladores (Tregs).
Estos efectos pueden estar mediados por varios factores solublesEstos efectos pueden estar mediados por varios factores solubles
secretados por MSC;secretados por MSC; (PGE2), (TGF β1), (NO), (IDO), o (HGF).(PGE2), (TGF β1), (NO), (IDO), o (HGF).
Estos efectos pueden estar mediados por varios factores solublesEstos efectos pueden estar mediados por varios factores solubles
secretados por MSC;secretados por MSC; (PGE2), (TGF β1), (NO), (IDO), o (HGF).(PGE2), (TGF β1), (NO), (IDO), o (HGF).

64. La infusión de MSC puede inducir la apoptosis de células T mediadas
por múltiples interacciones paracrinas a través de FAS/FASL y los
contactos célula-célula, así como la promoción de la generación de
células T reguladoras, conduciendo finalmente a la Tolerancia Inmune.Tolerancia Inmune.
(1)(1) las MSC mediante FAS controlan la secreciónlas MSC mediante FAS controlan la secreción
de la proteína quimiotáctica de monocitos 1de la proteína quimiotáctica de monocitos 1
(MCP-1), y MCP-1 recluta células T activadas;(MCP-1), y MCP-1 recluta células T activadas;
(2)(2) Las MSC utilizan FASL para inducir laLas MSC utilizan FASL para inducir la
apoptosis de células T activadas;apoptosis de células T activadas;
Este proceso consta de las siguientes etapas:Este proceso consta de las siguientes etapas:Este proceso consta de las siguientes etapas:Este proceso consta de las siguientes etapas:
(3) Las células T apoptóticas posteriormente(3) Las células T apoptóticas posteriormente
estimulan a los macrófagos para producir altosestimulan a los macrófagos para producir altos
niveles de TGFniveles de TGFββ;;
(4) Los niveles elevados de TGF(4) Los niveles elevados de TGFββ sobreregulansobreregulan
los Tregs para inducir tolerancia inmunológica.los Tregs para inducir tolerancia inmunológica.

65. Los linfocitosLos linfocitos pueden poner
en peligro la supervivencia y la
diferenciación osteogénica de
MSC implantadasMSC implantadas mediante la
secreción de las citoquinas
pro-inflamatorias IFN-γ, TNF-α
y / o a través de la apoptosis
mediada por la vía FAS/FASL.
La propiedades inmunomoduladoras de las MSC podríanLa propiedades inmunomoduladoras de las MSC podrían
traducirse en potenciales tratamientos clínicos entraducirse en potenciales tratamientos clínicos en MedicinaMedicina
RegenerativaRegenerativa
La propiedades inmunomoduladoras de las MSC podríanLa propiedades inmunomoduladoras de las MSC podrían
traducirse en potenciales tratamientos clínicos entraducirse en potenciales tratamientos clínicos en MedicinaMedicina
RegenerativaRegenerativa
Afectando negativamente la regeneración tisular mediada por MSC.Afectando negativamente la regeneración tisular mediada por MSC.Afectando negativamente la regeneración tisular mediada por MSC.Afectando negativamente la regeneración tisular mediada por MSC.

66. Propiedades Inmunomoduladoras de las MSC enPropiedades Inmunomoduladoras de las MSC en
Medicina RegenerativaMedicina Regenerativa
Propiedades Inmunomoduladoras de las MSC enPropiedades Inmunomoduladoras de las MSC en
Medicina RegenerativaMedicina Regenerativa
El cultivoEl cultivo in vitroin vitro de MSC en matricesde MSC en matrices
sintéticas con factores solubles sesintéticas con factores solubles se
realiza en modelos preclínicos y enrealiza en modelos preclínicos y en
estudios clínicosestudios clínicos
El cultivoEl cultivo in vitroin vitro de MSC en matricesde MSC en matrices
sintéticas con factores solubles sesintéticas con factores solubles se
realiza en modelos preclínicos y enrealiza en modelos preclínicos y en
estudios clínicosestudios clínicos
FACTORES SOLUBLESFACTORES SOLUBLES
SCAFFOLDSSCAFFOLDS
Las células del microambiente receptormicroambiente receptor
(huésped)(huésped) participan en la regeneración de
tejidos basada en MSC extrínsecasMSC extrínsecas
La supervivencia de las MSC implantadasMSC implantadas
puede verse afectada por el sistemasistema
inmune del huésped.inmune del huésped.
Le Blanc K, Tammik C, Rosendahl K, Zetterberg E, Ringden O (2003). HLA expression and immunologic properties of differentiated and undifferentiated
mesenchymal stem cells.
Le Blanc K, Tammik C, Rosendahl K, Zetterberg E, Ringden O (2003). HLA expression and immunologic properties of differentiated and undifferentiated
mesenchymal stem cells.
Las MSC se consideran menos
inmunogénicas porque expresan
constitutivamente bajos niveles de CMH de
clase I y son negativas para CMH de clase II
Las MSC se consideran menos
inmunogénicas porque expresan
constitutivamente bajos niveles de CMH de
clase I y son negativas para CMH de clase II
(Le Blanc y col., 2003)(Le Blanc y col., 2003)

67. Las células TLas células T secretan IFN-γ para inhibir lainhibir la
diferenciación osteogénicadiferenciación osteogénica de las MSCMSC
implantadasimplantadas mediante la señalización
Smad6/Runx2 y para desencadenar apoptosis
mediante TNF-α a través de la activación de
la caspasa 8 y caspasa 3
Como una estrategia novedosa para mejorar la
regeneración ósea mediada por MSCregeneración ósea mediada por MSC, la
administración local de aspirina o sistémica de
células Tregs puede reducir los niveles de IFN-
γ /TNF-α.
protegiendo de este modo a las MSC
del ataque de células T del huéspedcélulas T del huésped
Como una estrategia novedosa para mejorar la
regeneración ósea mediada por MSCregeneración ósea mediada por MSC, la
administración local de aspirina o sistémica de
células Tregs puede reducir los niveles de IFN-
γ /TNF-α.
protegiendo de este modo a las MSC
del ataque de células T del huéspedcélulas T del huésped

70. CELULAS TRONCALES
Medicina Regenerativa
Las células “stem” se caracterizan por su
prolongada capacidad de autorenovación y
por su replicación asimétrica.
Células Stem embrionarias / adultas

71. CELULAS TRONCALES EMBRIONARIAS
Células pluripotentes que dan origen a
todos los tejidos del organismo
Para desarrollar ratones Knockout
Repoblar órganos lesionados

72. CELULAS TRONCALES ADULTAS
• Capacidad de diferenciación restringida
• Usualmente linaje
• Localizadas en Nichos
• Células Troncales Hematopoyéticas
• Células Troncales Estromales de Médula
Ósea
• Transdiferenciación /Plasticidad
• Células progenitoras adultas multipotentes

73. Nichos de células troncales

74. Diferenciación de células embrionarias y
generación de células diferenciadas por
precursores de medula ósea

76. ¿QUE SIGNIFICA LA
REGENERACION Y COMO
FUNCIONA?
Algunas partes de nuestro cuerpo puede repararse a sí
mismas bastante bien después de la lesión, pero otras no se
reparan en absoluto.
¿Qué podemos aprender de estos animales regenerativos?
No podemos volver a crecer toda una pierna o el
brazo, pero algunos animales pueden volver a
crecer - o regenerar - partes enteras del cuerpo.
Ambystoma mexicanum

77. ¿QUE SIGNIFICA LA REGENERACION?
Es el crecimiento de una parte del órgano dañado o faltante a
partir del tejido remanente.
Como adultos, los seres humanos pueden regenerar algunos órganos,
tales como el hígado. Si parte del hígado se pierde por una enfermedad
o lesión, el hígado vuelve a crecer a su tamaño original, aunque no a su
forma original. Y nuestra piel está siendo constantemente renovada y reparada.
Desafortunadamente muchos otros tejidos humanos no se
regeneran, por eso una meta en la medicina regenerativa es
encontrar la manera de activar la regeneración de tejidos en
el cuerpo, o bien para diseñar tejidos de reemplazo.

78. Regeneración
Crecimiento de células y tejidos para
reemplazar estructuras pérdidas.
Requiere de un soporte de tejido
conectivo intacto.

79. REGENERACION EN ANIMALES
Hay muchos animales que pueden regenerar partes delHay muchos animales que pueden regenerar partes del
cuerpo complejas con formas y funciones completas despuéscuerpo complejas con formas y funciones completas después
de amputación o lesionesde amputación o lesiones..
Los invertebrados (animales sin columna
vertebral), tales como el gusano plano o
planaria pueden regenerar tanto la cabeza de
una pieza de la cola, y la cola de una pieza
de cabeza.
Entre los vertebrados los peces pueden regenerar
partes del cerebro, los ojos, los riñones, el corazón y las
aletas. Las ranas pueden regenerar las extremidades,
la cola, el cerebro y el tejido ocular como renacuajos,
pero no como adultos. Y las salamandras pueden
regenerar las extremidades (+/- 5 semanas), el
corazón, la cola, el cerebro, los tejidos del ojo, el riñón,
el cerebro y la médula espinal durante toda la vida.

80. ¿Cómo estos animales generan de nuevo
estructuras tan complejas?
Después de la amputación, las células madre se acumulan en el sitio de la
lesión en una estructura llamada blastema.
Un tema importante de la investigación es cómo las señales desde el sitio de lesión
hacen que las células troncales formen el blastema y empiecen a dividirse para
reconstruir la parte ausente.
El blastema es una masa de células desdiferenciadas, encargadas de procesos
de proliferación celular y rediferenciación de nuevas estructuras perdidas por
posibles daños mecánicos (amputaciones) durante el proceso de regeneración.

81. ¿Qué pasa con las células troncales?
¿O son grupos separados de células troncales generan cada uno de los¿O son grupos separados de células troncales generan cada uno de los
diferentes tejidos necesarios para compensar la nueva parte del cuerpo?diferentes tejidos necesarios para compensar la nueva parte del cuerpo?
¿Los animales utilizan un solo tipo de célula troncal en el blastema que pueden¿Los animales utilizan un solo tipo de célula troncal en el blastema que pueden
diferenciarse en tipos diferentes de tejidos (célula troncal multipotente).diferenciarse en tipos diferentes de tejidos (célula troncal multipotente).

82. ¿Como funciona la regeneración?
Investigaciones recientes en diferentes animales con capacidad de
regeneración ha demostrado que existen diversas estrategias de las células
troncales para regenerar partes del cuerpo a partir de múltiples tejidos, tales
como músculo, nervio y la piel.
El grupo de investigación de Peter ReddienPeter Reddien
(MIT) demostró que una sola célula troncal puede
regenerar todo un animal. Esto demuestra que
las planaria adultas tienen células madre
pluripotentes - células que pueden generar todos
los tipos de células del cuerpo del animal. ¿Cómo
se controlan estas células pluripotentes en la
planaria para que NO formen tumores?
Si comprendemos los principios y las moléculas que estos animales utilizan
para regenerar tejidos adultos. ¿Podrá este conocimiento aplicarse a la
regeneración o la ingeniería de tejidos humanos?
The Reddien Lab. Regeneration Research. Whitehead Institute. MIT

83. No todos los animales acuden a células troncales
pluripotentes durante la regeneración.
Las células troncales que regeneran la cola del renacuajo y extremidades de una
salamandra poseen propiedades diferentes las células troncales de planaria.
Es decir una célula troncal muscular no puede originar piel y
una célula troncal de piel no se diferencia a músculo.
En renacuajos y salamandras cada
tejido (músculo, nervio o piel) tienen
su población propia de células
troncales que originan los diferentes
tipos de células en cada tejido.
La salamandra utiliza células madre específicas de tejido paraLa salamandra utiliza células madre específicas de tejido para
regenerar extremidades dañadas - cada célula madre sóloregenerar extremidades dañadas - cada célula madre sólo
genera células que pertenecen a un tipo de tejidogenera células que pertenecen a un tipo de tejido

84. Es posible que las células diferenciadascélulas diferenciadas comiencen a
dividirse y se desdiferencien para remplazar tejidos pérdidos.
Esto sucede durante la regeneración cardíaca en el pez zebra
(zebrafish); el cardiomiocito prolifera para ocupar miocardio pérdido.
Este fenómeno se efectúa en corazones de ratones recién nacidos, pero
se pierde a medida que el ratón madura.
Sin embargo, la regeneración puede basarse no solo
en células troncalescélulas troncales
Sin embargo, la regeneración puede basarse no solo
en células troncalescélulas troncales
Es necesario comprender como las células diferenciadasEs necesario comprender como las células diferenciadas
vuelven a dividirse y generan nuevo tejido cardíaco.vuelven a dividirse y generan nuevo tejido cardíaco.
¿Porque esta capacidad se perdió en los humanos?¿Porque esta capacidad se perdió en los humanos?
Es necesario comprender como las células diferenciadasEs necesario comprender como las células diferenciadas
vuelven a dividirse y generan nuevo tejido cardíaco.vuelven a dividirse y generan nuevo tejido cardíaco.
¿Porque esta capacidad se perdió en los humanos?¿Porque esta capacidad se perdió en los humanos?

85. Esas células troncales multipotentes específicas de tejidos
quizás son similares a las células troncales humanas que
remodelan y reparan tejidos como la piel o el músculo.
¿Porque estas células troncales regeneran una extremidad completa en
salamandras, pero solo reparan daños en los tejidos de nuestro cuerpo?
¿Porque estas células troncales regeneran una extremidad completa en
salamandras, pero solo reparan daños en los tejidos de nuestro cuerpo?

89. Regulación de las poblaciones celulares

90. Clonación Terapéutica

91. Transducción de señales
• Receptores con actividad tirosina cinasaReceptores con actividad tirosina cinasa
• Receptores carentes de actividad tirosinaReceptores carentes de actividad tirosina
cinasacinasa
• Receptores acoplados a proteínasReceptores acoplados a proteínas
transmembrana acoplados a proteínas Gtransmembrana acoplados a proteínas G
• Receptores de Hormonas esteroideasReceptores de Hormonas esteroideas

94. Factores de Transcripción
• C-mycC-myc
• C-junC-jun
• C-fosC-fos
• p53p53

95. Interacciones células - MEC