Las células madre, según el National Institutes of Health de Estados Unidos, tienen dos importantes características que las distinguen de otros tipos de células. En primer lugar, ellas son células no especializadas que se auto renuevan durante largos períodos de tiempo a través de división celular. La segunda es que bajo ciertas condiciones fisiológicas o experimentales pueden ser inducidas a transformarse en células con funciones especiales tales como cardiomiocitos, responsables de la función contráctil del corazón, células pancreáticas productoras de insulina o neuronas propias del tejido cerebral.El extraordinario potencial de poder desarrollarse en varios tipos diferentes de células hace que ellas sean una especie de sistema de reparación celular del organismo, dividiéndose teóricamente sin límites de manera de reponer a otras células mientras la persona esté viva. La salud entonces, es un equilibrio entre la muerte y degeneración celular y la regeneración y "mantención" de células y tejidos por estas células. Las constantes noticias sobre los avances en su investigación, sus aplicaciones actuales y el futuro de la medicina regenerativa ha justificado denominarla "la nueva frontera de la medicina".
El primer tipo de células madre son las blastómeras del embrión pre implantacional, desde la primera división celular hasta la mórula compactada. Estas células son totipotentes, capaces de dar origen a un individuo completo. Una vez que se forma el blastocisto, las células del macizo celular interno, pierden la capacidad de dar origen a un individuo completo, pero son capaces de dar origen a todas las estirpes celulares; estas células son denominadas células madre pluripotentes. Cuando se produce una suerte de especialización "parcial" estas células madre pueden transformarse en una línea más específica, por ejemplo aquellas de la médula ósea, que ese caso darán origen a los elementos del sistema linfohematopoyético. Estas últimas se denominan células madre multipotentes.

En cuanto a su origen, las células madre se dividen en embrionarias, adultas y de cordón umbilical. Las embrionarias son obtenidas desagregando el macizo celular interno de un blastocisto obtenido ya sea a través de una fertilización in vitro o de una clonación, lo que ha ocasionado un debate ético presente frecuentemente en las noticias y motivo de preocupación de gobiernos y poderes legislativos en muchos países.

Las células madres adultas, que generalmente son obtenidas de la médula ósea, o de sangre periférica mediante aféresis después de estimulación farmacológica. Los trasplantes de médula ósea han sido utilizados hace muchos años en el tratamiento de enfermedades hematológicas graves o mortales cuando se logra ubicar a un donante compatible. Se han descrito células madre en varios tejidos, pero ellas son escasas, o de muy difícil identificación y extracción, como por ejemplo en el caso de las células madre neurales.

Las células madre de cordón umbilical, que son obtenidas del cordón y la placenta, normalmente descartadas después del parto. En algunos artículos se les incluye entre las células madre adultas, distinguiéndolas de las embrionarias. Su origen, está libre de controversias éticas (la investigación en estas células y en las adultas ha sido decididamente apoyada por El Vaticano en declaración oficial de Septiembre d 2004)). Su obtención es segura para la madre y el niño, a la vez que indolora y rápida. La preservación de estas células a - 196º C puede mantenerlas viables y útiles durante muchísimos años. Su utilización no tiene problemas de rechazo cuando son empleadas en el niño, puesto que son sus propias células, y tienen una alta chance de ser compatibles con sus familiares directos.

La Medicina RegenerativaLas Células Madre según la Clínica Mayo, son la "Nueva Frontera de la Medicina". Su potencial en la reparación de células o tejidos dañados por enfermedades, accidentes u otras causas, ha significado el desarrollo de una nueva área: la Medicina Regenerativa. Así se avanza en terapia celular, es decir el reemplazo de células dañadas por otras nuevas, aprovechando la "plasticidad" de las células madre, que es su capacidad de diferenciarse en diferentes tipos de células. La contundente evidencia experimental, y recientes estudios clínicos en pacientes muestran resultados muy esperanzadores. Se ha descubierto que, aparte de las células multipotentes que darán origen a células linfáticas y de la sangre, el cordón umbilical trae, otro "regalo": las células pluripotentes, parecidas a aquellas del embrión en sus primeros días. Estas células, son capaces de transformarse en varios tipos de células, incluyendo neuronas, células óseas, de cartílago, hepáticas, cardíacas, etc.Para que las Células Madre puedan ser utilizables en Medicina Regenerativa deben reunir las siguientes condiciones:

Tener capacidad de proliferar extensamente y de generar suficiente cantidad de tejidos
Diferenciarse en el tipo celular deseado 
Sobrevivir en el huésped luego del trasplante 
Integrarse con el tejido circundante 
Funcionar adecuadamente por el resto de la vida del paciente 
Evitar daño al huésped

Terapias en evaluación clínica actualHasta ahora se han reportado en la literatura médica tratamientos clínicos exitosos con Células Madre en las siguientes enfermedades aparte de los trasplantes para regeneración de médula ósea:

• Infartos cardíacos: reparación cardíaca a través de la inyección de Células Madre en las coronarias o directamente en el músculo cardíaco dañado.
• Melanomas metastáticos: terapia inmunológica a partir de Células Madre en este tipo de cáncer diseminado.
• Injuria raquimedular (paraplejia): terapia consistente en inyectar Células Madre en el sitio donde se ha producido un daño en la médula espinal con paraplejia resultante.

La promesa de las células madreLa investigación actual está demostrando que existen sólidas evidencias experimentales que quizás la terapia con Células madre pueda en el futuro ser utilizada en las siguientes enfermedades entre otras:

• Accidentes vasculares
• Artiritis reumatoide
• Enfermedad de Crohn
• Diabetes tipo I
• Accidentes vasculares encefálicos
• Enfermedad de Parkinson
• Alzheimer
• Lupus eritematoso
• Distrofias musculares
• Regeneración de tejido hepático y renal.

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