1. Células madre embrionarias (ESC):
- Las CME son células madre pluripotentes con capacidad de diferenciarse en cualquier tipo de célula del cuerpo humano.
- Las CME más rígidas tienden a diferenciarse en linajes mesodérmicos (p. ej., células musculares, óseas y cartilaginosas) porque estos tejidos requieren más fuerza mecánica.
- Las CME más blandas a menudo se diferencian en linajes ectodérmicos (p. ej., neuronas y células de la piel) debido a la necesidad de flexibilidad y adaptabilidad en estos tejidos.
2. Células madre mesenquimales (MSC):
- Las MSC son células madre multipotentes que se encuentran en diversos tejidos, como la médula ósea y el tejido adiposo.
- Las MSC más rígidas exhiben una mayor propensión a diferenciarse en linajes osteogénicos (células formadoras de hueso) porque el tejido óseo requiere una gran rigidez.
- Las MSC más blandas tienden a diferenciarse en linajes adipogénicos (células formadoras de grasa), que tienen menores exigencias mecánicas.
3. Células madre neuronales (NSC):
- Las NSC son responsables de generar neuronas, astrocitos y oligodendrocitos en el sistema nervioso central.
- Las NSC más rígidas tienen más probabilidades de diferenciarse en neuronas, que requieren estabilidad estructural para una transmisión adecuada de la señal.
- Las NSC más blandas tienden a diferenciarse en células gliales, que brindan soporte y aislamiento a las neuronas.
4. Células madre pluripotentes inducidas (iPSC):
- Las iPSC son células somáticas reprogramadas artificialmente que recuperan la pluripotencia.
- Las propiedades mecánicas de las iPSC pueden variar según el método de reprogramación y el tejido de origen.
- Las iPSC más rígidas a menudo muestran un mayor potencial de diferenciación hacia los linajes mesodérmico y endodérmico, asemejándose al comportamiento de las ESC.
- Las iPSC más blandas pueden tener un potencial de diferenciación reducido, lo que indica la importancia de las señales mecánicas adecuadas para la reprogramación celular.
Además de influir en las vías de diferenciación, las propiedades mecánicas de las células madre también pueden afectar su funcionalidad. Por ejemplo, la rigidez de los cardiomiocitos derivados de células madre (células del músculo cardíaco) puede afectar su función contráctil y su respuesta al estrés mecánico. De manera similar, la elasticidad de las neuronas derivadas de células madre neurales puede influir en su capacidad para transmitir señales eléctricas y formar redes neuronales funcionales.
Comprender la relación entre la mecánica de las células madre y la diferenciación tiene implicaciones importantes para la medicina regenerativa y la ingeniería de tejidos. Al manipular el microambiente mecánico o utilizar biomateriales con propiedades mecánicas específicas, los investigadores pueden guiar la diferenciación de las células madre y mejorar los resultados de la reparación y regeneración de tejidos.
