1. Nanobiotecnología en célulasNanobiotecnología en células
madres.madres.

2. DefiniciónDefinición
 célula que tiene la capacidad decélula que tiene la capacidad de
autorrenovarse mediante divisionesautorrenovarse mediante divisiones
mitóticas o bien diferenciarse por lamitóticas o bien diferenciarse por la
vía a la que está programada y, por lovía a la que está programada y, por lo
tanto, producir células de uno o mástanto, producir células de uno o más
tejidos maduros, funcionales ytejidos maduros, funcionales y
plenamente diferenciados en funciónplenamente diferenciados en función
de su grado de multipotencialidad.de su grado de multipotencialidad.

3. Existen cuatro tipos deExisten cuatro tipos de
células madre :células madre :
 totipotentestotipotentes
 pluripotentespluripotentes
 multipotentesmultipotentes
 unipotentesunipotentes

4. Existen diferentesExisten diferentes
tipos de célulastipos de células
madre:madre:
 embrionariasembrionarias ((pluripotentespluripotentes))
 germinalesgerminales
 fetalesfetales
 adultasadultas
(las más empleadas en biología son las células madre embrionarias(las más empleadas en biología son las células madre embrionarias
y las adultas)y las adultas)

5. técnicas para obtenertécnicas para obtener
células madrecélulas madre
embrionariasembrionarias
 Embriones crióconservadosEmbriones crióconservados. método que utiliza nitrógeno. método que utiliza nitrógeno
líquido (-196 °C) para detener todas las funciones celulares y asílíquido (-196 °C) para detener todas las funciones celulares y así
poderlas conservar durante años. Estos embriones sonpoderlas conservar durante años. Estos embriones son
procedentes de los tratamientos de reproducción humana asistidaprocedentes de los tratamientos de reproducción humana asistida
 Blastómeros individualesBlastómeros individuales. Se utilizan ovulos fecundados,. Se utilizan ovulos fecundados,
crecidos hasta 8 o 10 cel. Una de estas se extrae y se cultiva.crecidos hasta 8 o 10 cel. Una de estas se extrae y se cultiva.
 Activación de ovocitos por transferencia nuclear somáticaActivación de ovocitos por transferencia nuclear somática..
consiste en extraer un núcleo de un óvulo no fertilizado yconsiste en extraer un núcleo de un óvulo no fertilizado y
sustituirlos por el núcleo de una célula somática adulta.sustituirlos por el núcleo de una célula somática adulta.
 PartenogénesisPartenogénesis. no se da en mamíferos, pero puede ser. no se da en mamíferos, pero puede ser
inducido en estos. se obtiene una masa celular denominadainducido en estos. se obtiene una masa celular denominada
partenote de las que se pueden aislar células pluripotenciales.partenote de las que se pueden aislar células pluripotenciales.
Esta técnica sólo es aplicable en mujeres.Esta técnica sólo es aplicable en mujeres.

6. AplicacionesAplicaciones
nanotecnologicas ennanotecnologicas en
celulas madres.celulas madres.
 seguimiento de las moléculas de superficie de la célula madre y elseguimiento de las moléculas de superficie de la célula madre y el
examen detallado del movimiento molecular, sin photobleachingexamen detallado del movimiento molecular, sin photobleaching
 seguimiento no invasivo de las células madre y célulasseguimiento no invasivo de las células madre y células
progenitoras trasplantadas en vivoprogenitoras trasplantadas en vivo
 sistemas de administración de células madre que mejoran lasistemas de administración de células madre que mejoran la
supervivencia de las células trasplantadas mediante la liberaciónsupervivencia de las células trasplantadas mediante la liberación
de biomoléculas prosurvivalde biomoléculas prosurvival ..
 soportes nanoestructurados que presentan covalentementesoportes nanoestructurados que presentan covalentemente
unidos moléculas biológicamente activas (sitios de adhesión,unidos moléculas biológicamente activas (sitios de adhesión,
factores de crecimiento y péptidos sintéticos) para lafactores de crecimiento y péptidos sintéticos) para la
diferenciación de células madre y el trasplantediferenciación de células madre y el trasplante
 suministro intracelular de ADN, RNAi, proteínas, péptidos, ysuministro intracelular de ADN, RNAi, proteínas, péptidos, y
pequeñas drogas para la diferenciación de células madres.pequeñas drogas para la diferenciación de células madres.

8. Internalización de la nanoparticulas magnéticas

9. Ejemplos relacionados con laEjemplos relacionados con la
ingeniería de tejidos, que usaningeniería de tejidos, que usan
nanoparticulas.nanoparticulas.
 Tratamiento de degeneración del discoTratamiento de degeneración del disco
intervertebral.intervertebral.
 Distrofia muscular de Duschene enDistrofia muscular de Duschene en
músculos de modelos animalesmúsculos de modelos animales
pequeños.pequeños.
 Reparación de la medula espinal.Reparación de la medula espinal.

10. 3D display of subvolume of scaffolds before (a)3D display of subvolume of scaffolds before (a)
and after implant for 16 weeks (b)and after implant for 16 weeks (b)

11. . Resonancia magnética y microscopía confocal de células marcadas dentro de hydrogel. (a) células madres
etiquetadas con el complejo de óxido de hierro que se sembró en el hidrogel ; (b) células madre sin etiquetar
sembradas en hidrogel; (c) hidrogel sin células; (d) y (e) microscopía confocal de cel madres marcadas con
óxido de hierro dentro del hidrogel. Tinción verde positiva indica la posición de células vivos tras el marcado y la
polimerización del hidrogel.

12. deteccion Ex vivo de celulas marcadas con óxido de hierro dentro de
un modelo de rata con degeneración del disco. los discos de la rata
fueron inyectados con un gel de fibrina que contiene células
marcadas y fotografiado mediante resonancia magnética

13. visualización tridimensional de las células madre inyectadas marcadas con nanopartículas de óxido de hierro 24 horasvisualización tridimensional de las células madre inyectadas marcadas con nanopartículas de óxido de hierro 24 horas
después de su trasplante intra-arterial en ratones distróficos. Las diferentes fases se colorean. Las células inyectadasdespués de su trasplante intra-arterial en ratones distróficos. Las diferentes fases se colorean. Las células inyectadas
marcadas se visualizan en rojo, los vasos de color verde, y fibrosis en azulmarcadas se visualizan en rojo, los vasos de color verde, y fibrosis en azul

14. Distribución 3D de las células marcadas 12 hs. Después del
transplante.
(a) 50; (b) 100 y (c) 500 celulas madres marcadas.

15. Quantum dotsQuantum dots
Es otra clase de material usado para elEs otra clase de material usado para el
marcado de celulas madres a largomarcado de celulas madres a largo
plazo, para supervision del destino yplazo, para supervision del destino y
potencial regenerativo de estas.potencial regenerativo de estas.
son nanocristales emisores de luz,son nanocristales emisores de luz,
típicamente en el rango de tamaño detípicamente en el rango de tamaño de
20-10 nm, compuesto de átomos de los20-10 nm, compuesto de átomos de los
grupos II-VI o III-V del la tabla periódica.grupos II-VI o III-V del la tabla periódica.

16. Entrega intracelular deEntrega intracelular de
material genéticomaterial genético
 ViralesVirales
 No viralesNo virales
Retrovirus
Lentivirus
adenovirus
inconvenientes
Polímeros
Lípidos
Electroporacion
nucleofeccion

17.  Polyplex – eficiente para la entrega dePolyplex – eficiente para la entrega de
DNA plasmidico.DNA plasmidico.
 Nanoparticulas de apatita recubiertas deNanoparticulas de apatita recubiertas de
fibronectina y cadherina.fibronectina y cadherina.
 Nanotubos de carbono.Nanotubos de carbono.

18. Complejos de adhesión focal transducción de señales externas de la ECM en el interior de la célula.
Estos complejos están formados por numerosas proteínas estructurales y reguladoras, y su
composición varía constantemente en función de las señales externas y la respuesta celular. Un
espacio de 15 nm parece óptima para el montaje de integrinas en los contactos focales y la inducción
de la ensamblaje de los filamentos de actina y la señalización en el núcleo. Las células madre
mesenquimales unidas a estos sustratos tienen una mayor adherencia, proliferación, migración y
diferenciación de células pegadas a las superficies lisas
Ingeniería a nanoescala para crear entornos celulares biomiméticos

19. Inicialmente, las células madre o células progenitoras son sembradas en andamios tridimensionales formados
por nanofibras. Estas nanofibras pueden presentar una alta densidad de ligandos, incluyendo epítopos de
adhesión celular o inmovilizados los factores de crecimiento, para la diferenciación de células madre. Las
construcciones de tejido pueden implantarse inmediatamente después de la incorporación de una fuente de
células (<24 h) en el tejido defectuoso. Por otra parte, las construcciones de tejido pueden ser cultivadas en
biorreactores para permitir la proliferación celular, la diferenciación y la organización en tres dimensiones
antes de su implantación definitiva. En ambos casos, el andamio actúa como un ECM temporal en 3D para la
adhesión celular y la formación de tejido y por lo general está diseñado para degradar la matriz extracelular
cuando se deposita nuevo.

20. conclusionesconclusiones
 A partir de los ejemplos, se desprende que técnicas de imagen en 3D noA partir de los ejemplos, se desprende que técnicas de imagen en 3D no
destructivas tales como micro-CT pueden proporcionar un poderosodestructivas tales como micro-CT pueden proporcionar un poderoso
conjunto de datos cuantitativos para ayudar en el desarrollo y laconjunto de datos cuantitativos para ayudar en el desarrollo y la
evaluación de biomateriales porosos y de ingeniería de tejidos y órganos.evaluación de biomateriales porosos y de ingeniería de tejidos y órganos.
 Hay que tener en cuenta la citotoxicidad de estos materiales en lasHay que tener en cuenta la citotoxicidad de estos materiales en las
celulascelulas
 Los nanotubos de carbono que atraviesan la membrana celular a travésLos nanotubos de carbono que atraviesan la membrana celular a través
de otros mecanismos de endocitosis podría ser un enfoque interesantede otros mecanismos de endocitosis podría ser un enfoque interesante
para entregar las biomoléculas en células madrepara entregar las biomoléculas en células madre
 Andamios de montaje de nanofibras podrían mejorar la diferenciación deAndamios de montaje de nanofibras podrían mejorar la diferenciación de
células madre y en el injerto vivocélulas madre y en el injerto vivo
 Enfoques para incorporar nanotexturas sobre implantes o las superficiesEnfoques para incorporar nanotexturas sobre implantes o las superficies
de andamio puede ser útil para guiar la regeneración de tejidos a travésde andamio puede ser útil para guiar la regeneración de tejidos a través
de una influencia directa sobre el tallo exógenos o endógenos o célulasde una influencia directa sobre el tallo exógenos o endógenos o células
progenitoras.progenitoras.