Una mujer vive hace cinco años gracias a una tráquea de laboratorio

La bioingeniería muestra el potencial para la medicina regenerativa al dejar vivir a una mujer en Colombia

 

El profesor Paolo Macchiarini con dos estructuras artificiales empleadas en trasplantes. (Karolinska Institutet)

Hace cinco años, un trasplante de tráquea permitió respirar de nuevo a Claudia Castillo, una colombiana de 30 años. Una tuberculosis le había dañado las vías respiratorias y se ahogaba. Entonces, el ahora profesor de Medicina Regenerativa del Instituto Karolinska, Paolo Macchiarini, propuso una intervención que no se había hecho nunca. El investigador, que entonces era responsable del servicio de cirugía torácica del Hospital Clínico de Barcelona, dirigió una operación para trasplantarle la tráquea de un hombre de 51 fallecido por hemorragia cerebral. Y logró hacerlo sin necesidad de desconectar su sistema inmune para que el organismo, al entrar en contacto con un órgano extraño, lo rechazase.

En lugar de optar por la inmunosupresión, que tiene consecuencias negativas para la salud, el equipo médico limpió la tráquea del donante de las células que pudiesen provocar problemas. Después, en la Universidad de Milán, se cubrió esa estructura con células cultivadas a partir de tejidos de la propia paciente. Con estas técnicas de medicina regenerativa se logró un órgano híbrido capaz de resolver los problemas de Claudia pero que el organismo reconoció como propio.

Aquel trabajo, publicado en 2008 en The Lancet  fue contestado porque, según dijo en 2011 el director de la Organización Nacional de Trasplantes (ONT), Rafael Matesanz, “nunca se presentaron datos de seguimiento de la paciente”. Hoy,  el equipo que ha realizado el seguimiento concluye que cinco años después la paciente sigue disfrutando de una buena calidad de vida y no ha sufrido ningún rechazo del órgano implantado. En todo este tiempo, “la paciente nunca ha dejado de realizar sus actividades habituales”, ya sea trabajo, ocio o relaciones sociales, “salvo por los días en que tuvo que estar en el hospital para su seguimiento”, escriben en el artículo.

La operación, no obstante, también tuvo alguna complicación. Seis meses después del injerto, se comenzó a estrechar una parte de la tráquea provocando a Claudia Castillo toses cada vez más intensas. Para resolver este problema fue necesario implantar una estructura circular con la que mantener abierto el orificio necesario para la respiración, algo que, según los autores del estudio, acabó con las toses. Los resultados confirman, según Macchiarini, que estos trasplantes que emplean ingeniería de tejidos como los aplicados para adecuar la tráquea son “efectivos y seguros a largo plazo”.

ASPECTOS PARA MEJORAR
En un artículo que se publica junto a los resultados de Macchiarini, Alan J Russell de la Universidad Carnegie Mellon de Pittsburgh (EE.UU.), se muestra algo menos entusiasta debido a que “la paciente en este estudio no se recuperó del todo”. “Pese a someterse de forma heroica a las necesidades de la investigación, la paciente sigue sufriendo complicaciones por la cicatrización” en el lugar en que se injertó la tráquea. No obstante, Russell reconoce el gran valor del trabajo y afirma que se trata del “final del principio” para la ingeniería de tejidos y que se ha puesto la base para comenzar a probar este tipo de técnicas en otras especialidades.

Desde 2008, Macchiarini ha seguido trabajando para introducir nuevas innovaciones para introducir en la práctica diaria la ingeniería de tejidos. En 2011, en realizó el primer trasplante de una tráquea totalmente sintética, que se implantó a un paciente de cáncer. Como en el caso anterior, se cubrió la estructura con células del propio paciente cultivadas sobre el órgano. La posibilidad de utilizar órganos sintéticos ahorraría los tiempos de espera necesarios para lograr un órgano de un donante. De momento, no obstante, esta tecnología, como muestran los problemas de cicatrización de la paciente trasplantada hace años, aún cuenta con un amplio espacio para la mejora. Además, aún se trata de un tratamiento experimental muy complejo. La tráquea artificial trasplantada en 2011, por ejemplo, se construyó en Reino Unido, se preparó en EE.UU. y se trasplantó en Suecia.

Producen células madre por una vía que podría revolucionar las terapias regenerativas

Un trabajo de la Universidad de Cambridge ha conseguido obtener células madre en una cantidad clínicamente aceptable. ¿Serán estas herramientas usadas en el futuro para curar problemas del hígado o enfermedades como la diabetes?

Una novedosa técnica ideada por científicos de la Universidad de Cambridge podría cambiar la investigación y el uso de las células madre en medicina regenerativa. Su trabajo tendría aplicaciones directas en posibles tratamientos del hígado y el páncreas, dos órganos realmente importantes en nuestro organismo.

Los investigadores, liderados por el Dr. Nicholas Hannan, de la Universidad de Cambridge, han conseguido desarrollar una metodología en el laboratorio que les permite aislar las células madre del intestino proximal, conocidas en inglés como foregut stem cells. Una vez conseguidas, los científicos pudieron provocar su diferenciación en células hepáticas o pancreáticas, que luego pudieran ser utilizadas en terapias regenerativas.

La novedad de la metodología aplicada reside en que su técnica permitió aumentar significativamente el rendimiento del proceso de aislamiento y cultivo de estas células madre. De esta manera, consiguieron una cantidad clínicamente aceptable, y su producción podría incluso incrementarse mediante el uso de biorreactores especializados.La cantidad obtenida de células madre sería clínicamente aceptable

Una vez que se pudieran producir estas células madre a gran escala, se podrían utilizar en medicina regenerativa, como herramienta para curar órganos o tejidos dañados, o incluso en el tratamiento de algunas enfermedades importantes, como la diabetes tipo I o diversos problemas hepáticos.

En palabras de Hannan, "han conseguido desarrollar un sistema de cultivo celular que permite el aislamiento específico de células madre del intestino proximal en el propio laboratorio". El trabajo del equipo de Hannan, llevado a cabo en el Wellcome Trust MRC Stem Cell Institute de la Universidad de Cambridge, no podría haber sido posible sin la colaboración del grupo de investigación del Dr. Ludovic Vallier.Podrían usarse en medicina regenerativa o en el estudio del desarrollo embrionario

Su logro, que ha sido publicado en la revista Stem Cell Reports, podría tener más aplicaciones además de las ya citadas en medicina regenerativa.

Y es que el aislamiento de las células madre del intestino proximal permitiría a los investigadores saber más sobre cómo se produce el desarrollo embrionario de órganos como el hígado, los pulmones, el páncreas o los intestinos.

Como explica Vallier, el protocolo que han conseguido desarrollar es un "mejor punto de partida para establecer en un futuro una plataforma eficiente con la que producir células hepáticas o pancreáticas", lo que presenta evidentes aplicaciones clínicas a medio plazo. Su trabajo, sin duda, marca un punto de inflexión interesante en el trabajo con este tipo de células madre, y su uso futuro en el tratamiento de estos órganos.

Células madre para reconstruir el seno

Una novedosa técnica a través de células madre dentales hace posible que mujeres afectadas por el cáncer de mama puedan recuperar el seno

 

La medicina regenerativa brinda un avance importante para las pacientes que debieron ser sometidas a mastectomía a causa del cáncer de mama. Hoy es posible la reconstrucción del seno con tejido natural gracias a las células madre dentales.

¿Qué son?

Las células madre son especialmente benéficas porque funcionan como un sistema reparador del cuerpo, es decir, pueden reproducirse y convertirse en muchos tipos distintos de células: "Se pueden trasformar en varios tipos de tejidos en el cuerpo. Son particularmente importantes porque son capaces de renovarse indefinidamente y diferenciarse en células con funciones especializadas", explicó en entrevista para Esmas el Dr. Víctor Saadia, director de BioEDEN México.

El potencial de las células madre para tratar enfermedades es extraordinario y ya se está utilizando. Sin embargo, pocos saben que también son útiles en la reconstrucción de tejido, por lo que sería vital para formar y reparar músculos, huesos y órganos como el corazón.

"El uso de las células madre abarca muchas especialidades  y una de ellas es la reconstrucción del tejido mamario. Logramos regenerar el seno después de una mastectomía, cuando se necesita extirpar en su totalidad. Esto es un avance significativo por las implicaciones físicas y psicológicas que tiene para  la mujer", dijo Saadia.

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Se obtienen de los dientes de leche

De acuerdo con el especialista las células madre que se utilizan en el proceso de reconstrucción del seno son las llamadas células mesenquimales dentales que, como su nombre lo indica, se obtienen de los dientes, principalmente los dientes de leche que mudan los niños y las llamadas muelas del juicio.

"Anteriormente este tipo de células se obtenían de la médula ósea pero se trataba de un proceso doloroso. En el año 2000, un investigador de la Universidad del Sur de California encontró que los dientes de leche y las muelas del juicio también contienen células madre y que si se conservan y reproducen sirven para tratamientos reconstructivos", explicó el experto.

Un solo diente de leche es suficiente para obtener células madre mesenquimales ya que pueden multiplicarse. El proceso es sencillo. En vez de tirar el diente se lleva a un banco de preservación criogénica en donde primero se logra la reproducción de las células y luego se congelan con vapor de nitrógeno líquido a menos de 150 grados centígrados.

"Es un seguro de vida. Evidentemente la compatibilidad de las células es al 100% con el dueño del diente pero existe la posibilidad de que puedan ser usadas por familiares de primer y segundo grado de consanguineidad, es decir, padres y hermanos".

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Cirugía reconstructiva

En el caso de la reconstrucción mamaria Víctor Saadia nos explicó que esta se logra mediante una cirugía reconstructiva, "el médico coloca las células en la zona que se necesita regenerar, en este caso tejido graso. Tarda aproximadamente cuatro semanas en que las células se diferencien. Es un proceso con múltiples ventajas. Es un tejido biológico, natural, se está reconstruyendo la misma grasa del paciente", comentó.

La reproducción de células mesenquimales cuesta alrededor de 750 dólares (el procesamiento del diente para la obtención de células) y la conservación  100 dólares anuales. Las células madre dentales son complemento de las células que se obtienen del cordón umbilical, las cuales se denominan hematopoyéticas y son de línea sanguínea: "Ambas son muy buenas, las células del cordón umbilical sirven para tratar enfermedades de la sangre como leucemias, linfomas y anemias. Las células mesenquimales ayudan en enfermedades cardiacas, Parkinson, Alzheimer,  lesiones de la médula espinal, reproducción de hueso, cartílago y por supuesto regeneración del tejido mamario", finalizó Víctor Saada

Si quieres más información sobre cómo funciona este proceso puedes buscar en la página de  BioEDEN México, empresa científica especializada en crioconservación.

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Células madre aceleran la cicatrización

Investigadores brasileros encontraron una revolucionaria técnica que utiliza células madre para favorecer el proceso de cicatrización. 

 "Las células madre, retiradas de los tejidos adiposos (grasas), fueron colocadas en un hilo de sutura común con pegamento de fibrina, un pegamento médico muy resistente y que modificamos para mantener las células vivas durante la aplicación", explicó el biólogo Bruno Volpe, que desde hace tres años desarrolla el estudio.

Las pruebas hechas con el material consiguieron un 75 % de cicatrización de heridas en tres días y de acuerdo con Volpe las células consiguieron sobrevivir siete días.

La cicatrización es una de las fases más preocupantes después de una cirugía, pues su proceso depende de las condiciones de salud de cada individuo.

La regeneración descubierta por la Facultad de Ciencias Médicas de la Unicamp fue a partir de una fístula intestinal y según Volpe el proceso puede ser realizado en cualquier tipo de heridas, como las que se dificultan para cicatrizar como consecuencia de la diabetes.

La fístula del intestino fue escogida para la investigación por ser un tejido fácil de lesionarse y difícil de cicatrizar.

El proceso fue patentado por la Agencia de Innovación de Unicamp y el próximo paso, adelantó Volpe, es el de mejorar el tiempo de vida de las células madre hasta unos quince días, para poder exportar la técnica a otros países.

"Antes de eso, la expectativa es la hacer viable el uso del método en la red pública de salud de Brasil para disminuir el tiempo de internación de los pacientes, lo que significa un menor gasto público y una mayor calidad de vida al paciente", resaltó el biólogo.

El proyecto busca asociaciones para financiar más inversiones y que la técnica consiga una mayor difusión, pues en la actualidad el procedimiento sólo es realizado en pacientes de la universidad.

Las pruebas iniciales fueron practicadas con ratones de laboratorio, en los que las células madre regeneraron casi todo el tejido del intestino de los roedores.

El tiempo de recuperación de las fístulas por medio del tratamiento convencional en los ratones es equivalente al organismo humano, con unas diez semanas.

Desde la década del setenta, cuando a medicina descubrió la existencia y la capacidad de las células madre, los investigadores buscan formas de aprovechar su potencial.

La terapia con células madre mejora la función cardiaca después de un infarto

Las células madre, de momento, han prometido mucho pero han ofrecido poco. Sin embargo, justo en los infartos, una de las dolencias que más preocupan, parece que ofrecen esperanzadores resultados.
La última evidencia al respecto la publica The Lancet, y se trata de un ensayo en fase I (la que mide la seguridad) realizada con 25 pacientes que han sufrido un infarto. La cicatriz resultante ocupaba el 24% de su ventrículo izquierdo (el más importante porque debe bombear la sangre a todo el cuerpo, menos la que va a limpiarse de CO₂ a los pulmones). Después del tratamiento, la parte necrosada se ha ido recuperando. Ocupó el 16% al medio año, y el 12% al año.

En la investigación se tomaron células madre del músculo del paciente, y se inyectaron en el corazón cerca de la parte cicatrizada.

Este trabajo es el último de más de una treintena que se han presentado en los últimos 10 o 12 años en los que se estudiaba la aplicación de células madre para regenerar músculo cardiaco (entre ellos varios españoles, como uno de la Clínica de Navarra de 2002 u otro del Grupo de Terapias Celulares de Valladolid).

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Precisamente ayer se publicó un estudio de la Biblioteca Cochrane que revisa más de 30 ensayos en los que se ha tratado con células madre un corazón infartado. Este tipo de estudios consisten en una revisión de lo publicado de relevancia sobre un tema (es decir, no hay nuevos voluntarios, por ejemplo). Las conclusiones del trabajo son ambiguas. Por un lado, se ha comprobado que hay una mejoría en la función cardiaca. Esto quiere decir que el corazón recupera parte de las zonas dañadas, y los parámetros de su funcionamiento (los que miden su capacidad para bombear sangre) son mejores que antes del tratamiento.
Sin embargo, falta la prueba definitiva: que esa mejoría en parámetros analíticos se manifieste de la manera más importante: como un aumento de la supervivencia de los enfermos.

Vía libre para probar en pacientes células madre contra el párkinson

Un experimento japonés con macacos descarta el rechazo inmunológico y se ensayará en humanos en dos años

No se trata aún de aliviar los síntomas

 

 

 

La gran promesa de la emergente medicina regenerativa es convertir las células madre derivadas de un paciente en tejidos que se le puedan trasplantar para tratar su enfermedad. La idea supera hoy una prueba crucial con la demostración, por científicos japoneses, de que las neuronas dopaminérgicas –cuya destrucción causa el párkinson— derivadas de células madre pueden trasplantarse al cerebro de los primates sin apenas rechazo inmunológico. Esto despeja el camino hasta el punto de que los ensayos clínicos con pacientes humanos de párkinson empezarán en dos años, según el responsable de la investigación.

“Nosotros, y también otros laboratorios en Estados Unidos y Europa, estamos proyectando un ensayo clínico con pacientes de párkinson”, dice a EL PAÍS Jun Takahashi, investigador principal del Centro para la Investigación y Aplicación de las Células iPS, en Kioto. “Calculo que el ensayo empezará en un par de años”. Takahashi es el coordinador del trabajo presentado en Stem Cell Reports. Otro de los firmantes es su jefe en Kioto, Shinya Yamanaka, último premio Nobel de Medicina por el descubrimiento de las células iPS,

En ensayos previos la respuesta inmunitaria arruinaba el trabajo

Las células iPS (induced pluripotent stem cells, o células madre de pluripotencia inducida) son la gran promesa de la investigación biomédica. Son unas células madre tan versátiles como las embrionarias -capaces de convertirse en cualquier tejido y órgano del cuerpo-, pero que se obtienen reprogramando, o retrasando el reloj de simples células de la piel u otro tejido del paciente. No solo eluden el uso de embriones humanos, sino que además son genéticamente idénticas al paciente. Los trasplantes derivados de ellas no deberían, por tanto, generar rechazo inmunológico.

Pero las predicciones más razonables fallan a menudo en biología. En los últimos dos años, algunos experimentos con ratones habían arrojado un jarro de agua helada sobre esas expectativas. Varios tipos de trasplantes derivados de células madre iPS indujeron una fuerte respuesta inmunológica en el ratón receptor, pese a que el trasplante procedía de un ratón genéticamente idéntico a él. Por alguna razón que sigue sin estar del todo clara, las células iPS parecen generar rechazo en esos sufridos roedores de laboratorio.

Takahashi, Yamanaka y sus colegas muestran ahora que, pese a todas esas prevenciones, el proceso funciona en primates no humanos. Han utilizado ocho macacos (Macaca fascicularis) criados para este propósito, les han extraído unas pocas células de la piel o de la sangre y les han retrasado el reloj para convertirlas en células madre iPS. Esta es la receta por la que Yamanaka ganó el Nobel, basada en solo cuatro factores de transcripción, o genes que regulan a otros genes.

La falta de dopamina causa la enfermedad, y las células creadas lo solucionan

Después han usado un protocolo –a base de factores de diferenciación y otras moléculas con actividad biológica— que, paso a paso, va convirtiendo (o diferenciando, en la jerga) a las células madre iPS primero en precursores de las neuronas, luego en neuronas y por último en neuronas dopaminérgicas, esto es, productoras del neurotransmisor dopamina. La destrucción de este tipo de neuronas en una parte del cerebro (la sustancia negra), y el consiguiente déficit de dopamina en los circuitos cerebrales normalmente alimentados por ellas, es la causa directa del párkinson.

Los científicos japoneses han trasplantado esas neuronas a los mismos ocho macacos de los que habían partido, pero en dos tipos de condiciones: trasplantes autólogos (al mismo mono del que provenían las células iPS) o heterólogos (a otro mono distinto). El trabajo está diseñado cuidadosamente para examinar la cuestión crucial del rechazo. Y el resultado es un fuerte rechazo inmunológico en los trasplantes heterólogos; y uno muy débil en los trasplantes autólogos. Es la mejor noticia que podía esperar el sector –y el Nobel Yamanaka— tras el último año de depresión por los experimentos con ratones.

El experimento no aborda si las neuronas dopaminérgicas trasplantadas a los macacos pueden o no aliviar los síntomas del párkinson: los monos no tenían párkinson y no había por tanto nada que aliviar. Lo que sí es específico del párkinson es el tipo de neuronas producidas y el lugar del cerebro en el que deberían ser trasplantadas si los pacientes fueran humanos. Los autores han utilizado seis inyecciones en el cuerpo estriado izquierdo del cerebro, cada una con 800.000 neuronas.

Los animales del estudio estaban sanos, por lo que no hay evidencia médica

Takahashi considera que sus resultados ofrecen “una lógica para empezar a probar los trasplantes autólogos en situaciones clínicas, al menos con células neuronales”. También piensa que el trasplante de neuronas derivadas de células iPS al mismo paciente del que fueron obtenidas, o incluso a otro paciente que case con él inmunológicamente –como se hace ahora con los trasplantes de médula— puede ser posible sin necesidad de utilizar fármacos inmunosupresores. La respuesta inmunológica no es nula, pero sí lo bastante baja para que las células trasplantadas sobrevivan a largo plazo.

Los científicos esperan que las células madre sirvan también algún día para tratar la diabetes, la artritis, las dolencias cardiacas, las lesiones medulares y muchas otras enfermedades hoy incurables. El párkinson, sin embargo, parece ir en cabeza por el momento.

Medicina regenerativa acelera la cura

La medicina regenerativa es un concepto que para muchas personas mayores podrá parecer ficción, pero que actualmente es especialidad en muchas universidades alrededor del mundo. La medicina regenerativa tiene como propósito acelerar el proceso del ritmo de saneamiento del nuestro cuerpo, en una escala de tiempo clínicamente relevante de acuerdo a la descripción del investigador estadounidense, Alan Russell.

Los sistemas de salud alrededor del mundo han empezado a tener problemas para cubrir la demanda de sus servicios y prevén mayor número en un futuro cercano, debido al incremento de la población de adultos mayores. Un área de importancia en este tipo de medicina, es la terapia celular, misma que basa su funcionamiento en la ingeniería de tejidos y la administración de elementos subcelulares, para reemplazar células dañadas por células sanas a través de diversos procesos, publica el portal de medicina cubano Imbiomed.

Debemos tomar en cuenta que las células en nuestro cuerpo continuamente se renuevan en procesos naturales, las células de tu piel viven aproximadamente 7 días y el cuerpo las remplaza con nuevas células. Todas las células de nuestro esqueleto son totalmente regeneradas en aproximadamente 7 años. Lo que la medicina moderna desea descifrar, es como los proceso regenerativos del cuerpo pueden ser imitado para curar enfermedades que requieren de estos sistemas.

Entre las enfermedades en las que se podría avanzar significativamente gracias a esta especialidad médica, están las cardiovasculares, las arteriopatías periféricas, enfermedades neurológicas degenerativas, diabetes mellitus, lesiones óseas, de córnea, entre muchas otras.

 

Destino de las células

De acuerdo a la investigación de la UNAM, Degeneración y Regeneración Tisular: de la Embriogénesis a la Medicina Regenerativa, existen tres destinos comunes de una célula en desarrollo. En respuesta a señales que la rodean en un momento específico, ésta puede responder muriendo, proliferando o diferenciando, dependiendo de su interacción con otras células, con la matriz extracelular y por sus factores de crecimiento.

Las llamadas células troncales del embrión o fetales, son células indiferenciadas,es decir, que no tienen una especialización específica a células responsables del funcionamiento de tejidos u órganos. Tienen la capacidad de renovarse a sí mismas y pueden ayudar en la regeneración de otros tejidos.

Es a través del proceso de diferenciación, que dichas células pueden convertirse en células especializadas, que pueden ser desde neuronas hasta células musculares. Estás células también son popularmente conocidas como células madre, gracias a su alta capacidad de diferenciación.