Este artículo forma parte de una lista anual de las que, a nuestro juicio, son las 10 tecnologías emergentes más importantes. La lista completa se puede ver haciendo clic aquí.

El pequeño frasco de plástico en la mano de James Thomson contiene más de 1,5 mil millones de células del corazón cuidadosamente cultivadas en Cellular Dynamics, una startup con sede en Madison, Wisconsin. Derivan de un nuevo tipo de célula madre que Thomson, cofundador de la compañía, cree que mejorará nuestros modelos de enfermedades humanas y transformará la forma en que se los fármacos se desarrollan y se ponen a prueba.

Thomson, director de biología regenerativa en el Instituto Morgridge de la Universidad de Wisconsin, aisló por primera vez células madre embrionarias humanas en 1998. El aislamiento de estas células, que son capaces de madurar y convertirse en cualquier otro tipo de célula, marcó un hito dentro de la biología—pero también polémica, ya que el proceso destruye un embrión humano. Una década después, Thomson y Yu Junying, por aquel entonces postdoctorado en Wisconsin, alcanzaron otro hito: diseñaron una forma de crear células madre a partir de células adultas gracias a la adición de sólo cuatro genes que normalmente sólo están activos en los embriones. (El investigador japonés Shinya Yamanaka publicó simultáneamente un método similar.) Conocidas como células madre pluripotentes inducidas (células iPS), tienen las dos características definitorias de las células madre embrionarias: pueden reproducirse por sí mismas muchas veces, y pueden convertirse en cualquier tipo de célula en el cuerpo humano. Debido a que no se utilizan embriones humanos para crearlas, las células iPS solucionan dos problemas que hasta entonces habían sido la plaga de los investigadores: la protesta política y la escasez de material.

Gran parte del interés en torno a las células iPS, y las células madre en general, surge de la posibilidad de poder sustituir tejidos dañados o enfermos. Sin embargo, Thomson cree que su contribución más importante será la de proporcionar una ventana sin precedentes dentro del desarrollo humano y las enfermedades. Los científicos pueden crear células madre a partir de células adultas de personas con distintos trastornos, tales como la diabetes, e inducirlas a diferenciarse en los tipos de células dañadas por la enfermedad. Esto podría permitir a los investigadores observar la enfermedad al tiempo que se desarrolla y rastrear los procesos moleculares que han acabado estando fuera de control.

A plazo más corto, las células iPS podrían revolucionar las pruebas de toxicidad de los medicamentos. Las células son "la primera fuente ilimitada de cualquier tipo de tejido humano", afirma Thomson, que fundó Cellular Dynamics para dar a las células madre un uso práctico. La compañía vende células del músculo cardíaco derivadas de sus células iPS a gigantes farmacéuticos como Roche, que las están usando para analizar fármacos experimentales a la búsqueda de efectos secundarios dañinos. Thomson espera que estas células ayuden a descubrir de forma temprana los problemas que puedan darse en el proceso de elaboración de medicamentos, ahorrando así miles de millones de dólares en investigación y pruebas. Por ejemplo, puesto que las células del corazón derivadas de iPS laten en las placas, los científicos deberían ser capaces de detectar que los fármacos alteran el ritmo del corazón. Los científicos también pueden usar las células para estudiar cómo funciona el corazón a un nivel molecular. Además, la compañía está desarrollando otros tipos de células, entre las que se incluyen células cerebrales y células hepáticas. Estas últimas son de particular interés para los investigadores farmacéuticos, dado que la toxicidad de los medicamentos a menudo se manifiesta en el hígado. "Tener un modelo que pudiera predecir la toxicidad antes de pasar a los humanos es muy valioso", afirma Chris Parker, vicepresidente y director comercial de Cellular Dynamics.

Mediante la generación de células iPS a partir de personas con diversos orígenes étnicos y condiciones genéticas, y de aquellas que han reaccionado mal ante ciertos fármacos, los científicos también pueden hacerse una idea mejor de cómo afectarán los compuestos a las distintas personas. Thomson y otros expertos ya han creado células iPS a partir de personas con esclerosis lateral amiotrófica, síndrome de Down, y atrofia muscular espinal, entre otros trastornos. Si bien aún no está claro el grado de precisión con que esas células reflejan las enfermedades específicas, las primeras investigaciones son prometedoras. Si tienen éxito, los investigadores esperan usar las células iPS para estudiar otros trastornos y desarrollar fármacos para su tratamiento. "Eso es lo que cambiaría fundamentalmente el modo en que se desarrollan los fármacos", afirma Kyle Kolaja, director de seguridad temprana y toxicología de investigación de Roche, que además está asociado con Cellular Dynamics.

La última década fue muy complicada para Thomson. Su trabajo sobre las células madre embrionarias humanas fue todo un avance, pero también trajo una intensa polémica y atención de los medios, haciendo que se volviese un poco solitario. Con el ascenso de las células iPS y Cellular Dynamics, Thomson está comenzando a volver a los escenarios. "Creo que el legado de las células madre embrionarias será que dieron lugar a las células iPS", señala. "Estas células se utilizarán de maneras creativas que ni siquiera podemos imaginar."