Dental Pulp Stem Cells: Isolation, Culture, and Therapeutic Applications

Células madre de la pulpa dental: aislamiento, cultivo y aplicaciones terapéuticas

Las células madre de la pulpa dental (DPSC) representan una fuente fácilmente accesible de células madre mesenquimales multipotentes con un importante potencial para la medicina regenerativa. Aisladas del tejido blando dentro de los dientes, las DPSC pueden obtenerse de manera no invasiva a partir de dientes extraídos, incluidas las muelas del juicio que se extirpan de manera rutinaria durante los procedimientos dentales. Estas células demuestran capacidad para diferenciarse en múltiples linajes, entre ellos odontoblastos, osteoblastos, adipocitos, condrocitos y células de tipo neural, lo que las convierte en candidatas atractivas para diversas aplicaciones terapéuticas, desde la regeneración dental hasta la reparación neurológica.

Puntos clave

• Las DPSC pueden aislarse de dientes extraídos mediante digestión enzimática o métodos de cultivo de explantes
• Estas células expresan marcadores de células madre mesenquimales (CD73, CD90, CD105), pero carecen de marcadores hematopoyéticos
• Las DPSC demuestran capacidad de diferenciación multipotente hacia linajes osteogénicos, adipogénicos, condrogénicos y neurogénicos
• Las condiciones óptimas de cultivo equilibran la capacidad de proliferación con el mantenimiento de las propiedades de las células madre
• Las aplicaciones terapéuticas abarcan la regeneración dental, la reparación ósea y el tratamiento de enfermedades neurológicas

Publicado: 2023 | Última revisión: mayo de 2026

Métodos de aislamiento de células madre de la pulpa dental

Existen dos métodos principales para el aislamiento de las DPSC: la digestión enzimática y el cultivo de explantes (crecimiento). La digestión enzimática emplea colagenasa tipo I y dispasa para disociar el tejido pulpar en suspensiones de células individuales, lo que produce un mayor número inicial de células, pero puede afectar los marcadores de superficie celular. El cultivo de explantes consiste en triturar el tejido pulpar y permitir que las células migren a partir de los fragmentos de tejido, lo que produce células con propiedades de células madre potencialmente mejor conservadas, pero con rendimientos iniciales más bajos.

El protocolo de digestión enzimática comienza con la extracción mecánica del tejido pulpar de la corona y la raíz del diente. Tras el lavado en solución salina tamponada con fosfato y antibióticos, la pulpa se tritura y se incuba en una solución de colagenasa tipo I (3 mg/mL) y dispasa (4 mg/mL) durante 1 a 2 horas a 37 °C. La suspensión celular resultante se filtra a través de un colador de 70 μm, se centrifuga y se siembra en un medio de cultivo adecuado.

Las células madre de la pulpa dental humana (hDPSC) están disponibles como preparaciones caracterizadas y criopreservadas, listas para aplicaciones de investigación. Para los investigadores que buscan poblaciones relacionadas de células madre dentales, las células madre del folículo dental humano (hDFSC) ofrecen una fuente alternativa con propiedades de diferenciación distintas. Estas células disponibles comercialmente ofrecen material de partida estandarizado con métricas de calidad documentadas.

Optimización del medio de cultivo

El cultivo estándar de DPSC emplea el medio Eagle modificado alfa (α-MEM) o el medio Eagle modificado de Dulbecco (DMEM), suplementados con un 10-20 % de suero fetal bovino y antibióticos. La suplementación del medio con factor de crecimiento fibroblástico básico (bFGF, 5-10 ng/mL) potencia la proliferación, aunque puede influir en la capacidad de diferenciación. El equilibrio entre la expansión rápida y el mantenimiento de las propiedades de las células madre guía la selección del medio.

Los sistemas de cultivo sin suero reducen la variabilidad entre lotes y la exposición a componentes xenogénicos para aplicaciones clínicas. Los medios definidos sin suero que contienen factores de crecimiento específicos, insulina, transferrina y selenio mantienen la proliferación y el potencial de diferenciación de las DPSC. La transición de condiciones con suero a condiciones sin suero requiere una adaptación gradual para evitar el estrés celular.

El DMEM proporciona un medio base estándar para el cultivo de DPSC. Las combinaciones de DMEM/Ham’s F12 ofrecen proporciones modificadas de nutrientes que prefieren algunos investigadores. El medio de congelación CM-1 permite la criopreservación de reservas caracterizadas de DPSC, mientras que el medio de congelación sin suero CM-ACF es compatible con los protocolos de almacenamiento de grado clínico.

Caracterización y control de calidad

Los criterios de la Sociedad Internacional de Terapia Celular (ISCT) definen los estándares mínimos para la caracterización de las células madre mesenquimales. Las DPSC deben demostrar adherencia plástica en condiciones de cultivo estándar, expresión de marcadores de superficie específicos (positivas para CD73, CD90 y CD105; CD34, CD45 y HLA-DR negativos), así como capacidad de diferenciación en tres linajes: osteoblastos, adipocitos y condrocitos. Estos criterios establecen la identidad de las DPSC y las distinguen de otras poblaciones celulares.

La citometría de flujo permite una evaluación cuantitativa de la expresión de marcadores de superficie en las poblaciones de DPSC. Más del 95 % de las células deben expresar marcadores positivos, mientras que menos del 2 % deben expresar marcadores hematopoyéticos. Los perfiles de marcadores de superficie pueden variar según la edad del donante, el tipo de diente (deciduo frente a permanente) y el número de pases, lo que resalta la importancia de contar con protocolos de caracterización estandarizados.

Los ensayos de unidades formadoras de colonias cuantifican la frecuencia de células madre en las preparaciones de DPSC. Las células individuales sembradas a densidad clonal muestran una capacidad variable para formar colonias, lo que refleja la heterogeneidad dentro de los aislados primarios. La eficiencia en la formación de colonias suele oscilar entre el 20 % y el 80 %, dependiendo del método de aislamiento y las condiciones de cultivo; una disminución de la eficiencia a medida que aumenta el número de pases indica el agotamiento de las células madre.

Protocolos de diferenciación multilinaje

La diferenciación osteogénica emplea un medio de inducción estándar que contiene dexametasona (10 nM), β-glicerofosfato (10 mM) y ácido ascórbico (50 μg/mL) en un medio base. Después de 14 a 21 días de inducción, se detecta el depósito de matriz mineralizada mediante tinción con rojo de alizarina o de von Kossa, y la expresión de genes osteogénicos (RUNX2, osteocalcina, osteopontina) confirma la diferenciación. La capacidad osteogénica de las DPSC es la base de aplicaciones en ingeniería de tejidos óseos y regeneración dental.

La diferenciación adipogénica utiliza un medio que contiene dexametasona (1 μM), insulina (10 μg/mL), indometacina (200 μM) y 3-isobutil-1-metilxantina (0,5 mM). La acumulación de gotitas lipídicas después de 14 a 21 días se visualiza mediante tinción con Oil Red O. La capacidad adipogénica de las DPSC suele ser menor que la de las MSC derivadas de la médula ósea, lo que refleja su origen en la cresta neural.

La diferenciación neurogénica distingue a las DPSC de otras fuentes de MSC debido a su origen en la cresta neural. Los protocolos de inducción que utilizan factores neurotróficos (BDNF, NGF, NT-3) y ácido retinoico promueven una morfología de tipo neural y la expresión de marcadores neuronales (tubulina β-III, NeuN, MAP2). Este potencial neurogénico respalda aplicaciones en el tratamiento de enfermedades neurodegenerativas y la regeneración nerviosa.

Publicado: 2023 | Última revisión: mayo de 2026

Comparación con otras fuentes de células madre mesenquimales

Las DPSC ofrecen varias ventajas sobre las MSC derivadas de la médula ósea, entre ellas la obtención no invasiva, mayores tasas de proliferación y un mayor potencial neurogénico. Sin embargo, las MSC de la médula ósea siguen estando mejor caracterizadas para muchas aplicaciones terapéuticas y cuentan con datos de seguridad clínica más amplios. La comparación directa del desempeño de las DPSC y las MSC de la médula ósea (BM-MSC) en diversas aplicaciones orienta la selección de la fuente para objetivos terapéuticos específicos.

Las células madre mesenquimales humanas de la médula ósea (HMSC-BM) constituyen la fuente de MSC de referencia para los estudios comparativos. Las células madre mesenquimales humanas del tejido adiposo ofrecen otra fuente accesible con propiedades distintivas. Las células madre mesenquimales humanas de la gelatina de Wharton del cordón umbilical representan una fuente de MSC más joven con una potencia potencialmente mayor.

Las células madre de dientes de leche exfoliados humanos (SHED) representan una población relacionada de células madre dentales con tasas de proliferación más altas que las DPSC derivadas de dientes permanentes. La exfoliación natural de los dientes de leche ofrece una oportunidad de recolección no invasiva para el almacenamiento de células madre pediátricas. Las SHED muestran una mayor diferenciación osteogénica y odontogénica en comparación con las DPSC adultas.

Aplicaciones terapéuticas

La regeneración dental representa la aplicación más directa de las DPSC, aprovechando su capacidad de diferenciación odontogénica. Los estudios preclínicos demuestran la formación de dentina mediada por DPSC, la regeneración del tejido pulpar y el desarrollo de la estructura dental completa. Los ensayos clínicos que evalúan el implante autólogo de DPSC para la regeneración pulpar muestran resultados prometedores en dientes permanentes maduros con pulpa necrótica.

Las aplicaciones en ingeniería de tejido óseo aprovechan la capacidad osteogénica de las DPSC para indicaciones craneofaciales y ortopédicas. Las DPSC sembradas en andamios biocompatibles generan tejido óseo mineralizado in vivo. El origen de las DPSC en la cresta neural craneal puede ofrecer ventajas para la regeneración ósea craneofacial en comparación con las MSC derivadas del mesodermo.

Las aplicaciones neurológicas aprovechan el potencial neurogénico de las DPSC y la secreción de factores neurotróficos. Los estudios preclínicos demuestran una mejoría mediada por las DPSC en modelos de accidente cerebrovascular, lesión de la médula espinal y daño en los nervios periféricos. El mecanismo implica tanto el reemplazo celular como efectos paracrinos a través de la secreción del factor de crecimiento nervioso, el factor neurotrófico derivado del cerebro y otras neurotrofinas.

Garantía de calidad y almacenamiento

El almacenamiento a largo plazo de las DPSC requiere protocolos estandarizados que garanticen la viabilidad y la función celular tras la descongelación. La congelación a velocidad controlada con un medio de criopreservación que contiene DMSO protege a las células durante la congelación y el almacenamiento. Una viabilidad posterior a la descongelación superior al 80 % y el mantenimiento de la expresión de marcadores de superficie confirman el éxito de la criopreservación.

La autenticación de la línea celular mediante perfiles STR establece la identidad del donante y distingue entre preparaciones de DPSC de diferentes individuos. Las pruebas de micoplasma garantizan la integridad del cultivo a lo largo de los procedimientos de expansión y almacenamiento. Estas medidas de control de calidad son esenciales para la preparación de DPSC de grado clínico.

La documentación del número de pases permite dar seguimiento a las duplicaciones acumuladas de la población y facilita la comparación entre experimentos. Las DPSC conservan sus propiedades de células madre hasta aproximadamente los pases 3 a 7, y los marcadores de senescencia comienzan a aparecer en pases más avanzados. El almacenamiento de reservas de pases tempranos preserva el potencial terapéutico para su uso futuro.

Conclusión

Las células madre de la pulpa dental ofrecen una fuente de células madre multipotentes y fácilmente accesible con un potencial terapéutico significativo. Los protocolos estandarizados de aislamiento, cultivo y caracterización garantizan una calidad celular consistente en aplicaciones tanto de investigación como clínicas. El origen único de las DPSC en la cresta neural les confiere capacidades de diferenciación distintas de otras fuentes de MSC, particularmente hacia linajes neurogénicos. El desarrollo clínico continuo consolidará a las DPSC como herramientas valiosas en aplicaciones de medicina regenerativa que abarcan indicaciones dentales, esqueléticas y neurológicas.