Por el camino, células madre

2012/04/01 Roa Zubia, Guillermo - Elhuyar Zientzia Iturria: Elhuyar aldizkaria

• Medikuntza

ACTUALIZACIÓN:Macchiarin, denunciada y publicada por fraude en 2017

En noviembre de 2011, un paciente estadounidense de 30 años, Christopher Lyle es trasplantado una tráquea artificial. Lyle tenía cáncer de traquea muy avanzado y no era posible operarle. Su única opción de curación era un trasplante de traquea que fue facilitado por un equipo del Instituto Sueco de Karolinska. "Es una segunda oportunidad para mí", dijo.

Para él, fue una oportunidad para seguir viviendo y para los científicos, probar una nueva metodología, ya que el trasplante a Lyle no fue de cualquier manera.

Le hicieron la tráquea "desde cero", es decir, sin tener que recoger la de un donante. En su lugar se fabricó una estructura sintética. Lyle midió las dimensiones exactas de la tráquea y comenzó su fabricación. En la Universidad de Londres se fabricó la estructura básica de la tráquea, un soporte vacío, modelando la forma adecuada con nanofibras del polímero PET. Y durante la construcción de esta estructura básica, la empresa estadounidense Harvard Bioscience preparó un biorreactor, un envase especial para formar la tráquea.

La estructura sintética de la tráquea fue introducida en el biorreactor, junto con las células madre tomadas de la médula ósea de Lyle, y fue movida constantemente durante dos días, como se le dan las vueltas para quemar el pollo. "Necesitamos casi 36 horas para que las células cubran toda la estructura", explica el cirujano del Instituto Karolinska, que ha realizado el trasplante a Paolo Macchiarin. Y durante este tiempo las células madre funcionaron como esperaban los médicos. Se adosaron a la estructura, comenzaron a formar nuevas células y se formaron las paredes de la tráquea alrededor de la estructura básica. En el plazo de dos días, los médicos tenían la tráquea completa. Entonces fue trasplantado al paciente.

Éxito a corto plazo

Paolo Macchiarini. Cirujano especialista en trasplantes traqueales. Actualmente se encuentra en el Instituto Karolinska y se ha convertido en una celebridad al aplicar con éxito dos veces la investigación de células madre a los trasplantes. Ed. © Hospital Universitario Karolinska

Los medios de comunicación han alabado esta metodología. En realidad es el segundo trasplante de este tipo. El primero lo hizo el propio Macchiarini, pero partiendo de otro punto de partida: la estructura básica de la tráquea se formó a partir de la tráquea de un donante muerto, al que se le retiraron la mayoría de las células hasta dejar un soporte vacío. El resto del proceso fue el mismo en ambos trasplantes y el resultado fue satisfactorio en ambos.

Sin embargo, el equipo de Macchiarini aún no tiene perspectiva de años para valorar adecuadamente estos dos trasplantes de traquea. Para poder hablar de éxito hay que esperar un tiempo para ver si los nuevos órganos dan problemas o no. El estado de la tráquea debe observarse al menos a los cinco años, y debe comprobarse si las células trasplantadas de la tráquea han sido sustituidas por otras producidas por el cuerpo. El éxito de un trasplante tiene mucho que ver con su duración. Sin embargo, de momento, el equipo de Macchiarini es optimista, y sus beneficios y ventajas metodológicas son muy notables.

Para completar las paredes del nuevo órgano se ha trabajado con células madre del propio paciente, lo que soluciona muchos problemas médicos en los trasplantes traqueales habituales. El primero es evitar el rechazo del órgano, una de las principales causas de las terapias con células madre. En este caso, el cuerpo no considera extraño las células del nuevo órgano y la persona que recibe el trasplante no debe tomar medicamentos contra el rechazo. Además, el método resuelve el problema de las infecciones. En los trasplantes convencionales, para evitar el rechazo, los médicos debilitan el sistema inmune, aumentando el riesgo de infección. De hecho, muchos trasplantes de traquea fallan por contaminación bacteriana o viral. "La tráquea está en contacto directo con la parte externa del cuerpo", explica Macchiarin. "Cada vez que respiramos, el aire --limpio o sucio - pasa por la tráquea. Y en trasplantes con tubos sintéticos recubiertos de células madre, en el futuro no hay infecciones".

Otra de las principales ventajas es el tiempo. Si la metodología de Macchiarini parte de un soporte sintético, no es necesaria la presencia de un donante, lo que repercute directamente en los plazos de trasplante. En el trasplante de Lyle, "sumando todos los tiempos, llevamos dos semanas desde el principio hasta que pudimos trasplantar", explica Macchiarin. "Por el método habitual, debemos esperar a un donante y no es posible predecir cuándo aparecerá dicho donante. Con este método, sin embargo, podemos realizar un trasplante rápido a un paciente con un tumor".

Y lo han conseguido, pero Macchiarini tiene claro que estos trasplantes siguen siendo de investigación. "Hasta ahora solo hemos probado que esta metodología funciona en dos pacientes, no podemos quedarnos ahí". Al mismo tiempo, quiere destacar la practicidad del trabajo. "Yo no soy un investigador, sino un clínico que realiza investigación, y además la investigación que hago la utilizarán directamente los pacientes. Éticamente estamos obligados a hacer las cosas de la forma más sencilla posible para que sea posible en todo el mundo".

Las células madre de la piel son hoy en día una fuente habitual de células madre adultas. Ed. © iStockphoto.com/Dra. Schwartz

Desde el punto de vista económico, por el momento, son trasplantes muy costosos, Lyle tuvo que pagar aproximadamente 350.000 euros por todo el proceso. Pero los trasplantes realizados no son más que el inicio de la vía.

Trasplantar o regenerar

¿A dónde lleva esta terapia? ¿Hasta qué punto se espera una revolución? Desde el punto de vista médico, el proceso no está completamente redondeado. "Todavía surgen problemas", dice Macchiarin, "pero si seguimos investigando, creo que lo vamos a convertir en una técnica estándar".

El cambio que pueden suponer los resultados de la investigación puede ser muy variado. No será obligatorio la creación de órganos bioartificiales a medida. Macchiarin ve otro futuro: "En lugar de crecer in vitro de células madre, ¿por qué no convertimos el propio cuerpo humano en un biorreactor? Por ejemplo, si en una operación hay problemas de regeneración, podemos añadir células madre y añadir factores de crecimiento para acelerar la regeneración". Esta idea también es aplicable al ámbito de los trasplantes. Por eso, a la pregunta de si las células madre van a suponer una revolución, Macchiarin responde: "Yo creo que no van a revolucionar la técnica de los trasplantes. ¿Cómo trataremos una función afectada? ¿Mediante un trasplante? No. Por el contrario, se pueden utilizar células madre del propio paciente para recuperar esta función. Eso es factible, y eso sí, será un cambio radical en el campo de la medicina".

La medicina regenerativa de órganos o tejidos genera una gran esperanza para el futuro. Pero algunos expertos creen que esta medicina nunca será sustitutiva de los trasplantes. Uno de ellos es Rafael Matesanz, presidente de la Organización Nacional de Trasplantes de España.

"La línea de células madre se denomina medicina regenerativa y, como su nombre indica, su fin último es la regeneración de tejidos u órganos afectados. Lo intentan con células del corazón, pero --explica Matesanz- sin grandes éxitos. A las personas que han sufrido un infarto, por ejemplo, se les inyectan células madre de la médula ósea en el miocardio para regenerar el tejido, ya que aunque el propio infarto tiene tratamiento, las lesiones que deja no". Este tratamiento puede ser la regeneración del tejido. "Tiene una gran potencialidad", comenta Matesanz, pero también grandes limitaciones. "Esto sólo será posible en los tejidos. Se realiza para tratar quemaduras graves, utilizando células madre de la piel, queratinocitos. Pero una cosa es la regeneración de un trozo de piel y otra la regeneración de todo un órgano, como el hígado o el corazón".

Con células madre se trabaja a tres niveles. El primero es lo que hacen actualmente, es decir, la introducción de la terapia celular en determinados procesos. A un tejido dañado se le añaden células madre con la esperanza de regenerarlo. Es una técnica muy limitada, sólo funciona en unos pocos casos. Por ejemplo, se utiliza en el trasplante de limbo corneal y otras terapias pequeñas, pero por el momento no tiene grandes garantías.

El segundo nivel es la reconstrucción del epitelio a órganos vacíos mediante células madre. Los trasplantes de Macchiarin son un ejemplo de ello. "Lo que han hecho es una idea muy buena, pero sólo es un principio", dice Matesanz. "No voy a decir que eso sea sencillo, pero hoy en día se puede hacer con tecnología".

Y el tercer nivel es la formación de órganos sólidos completos y funcionales. Son órganos bioartificiales y ya se han realizado algunos ensayos, pero no son utilizables para trasplantes. Por ello, todavía no es factible y los expertos afirman que tardarán años en obtener resultados. Comenzaron a investigar con el corazón y los investigadores también lo están haciendo con otros órganos: el hígado, los pulmones, etc. Esta investigación se está realizando por el momento con los ratones. La base teórica es similar a la técnica de Macchiarini, ya que se necesita un soporte de órgano de un donante y células madre del paciente. Pero la principal dificultad radica en la necesidad de crear todo un órgano sólido.

Órganos a medida: objetivo lejano

Rafael Matesanz. Presidente de la Organización Nacional de Trasplantes de España. Fue él quien puso en marcha el modelo español, un exitoso modelo organizativo para la gestión de trasplantes. En 2010 recibió el Premio Príncipe de Asturias por su labor en este campo. © ONT

Para ello se ha inaugurado un laboratorio en el Hospital Gregorio Marañón, dirigido por el doctor Francisco Fernández-Avilés. En España son pioneros en esta investigación. La misma idea surgió de la investigación del Dr. Doris Taylor de la Universidad de Minnesota y en el Hospital Gregorio Marañón se está realizando un seguimiento de esta labor. Rafael Matesanza sigue de cerca su trabajo, con esperanza pero cautela. "Es muy complicado. Se tardará en conseguirlo, habrá que dar pasos previos y cuando se logre hacerlo en humanos será el momento definitivo. El día en que un corazón de este tipo se trasplanta a un paciente no habrá vuelta atrás. Y yo creo que pasarán unos años hasta que nosotros lo veamos".

Sin embargo, Matesanz no cree que las técnicas para la realización de estos órganos bioartificiales puedan acabar con los trasplantes que conocemos hoy en día, "porque siempre tendremos el problema de los trasplantes urgentes".

El tiempo lo dirá. En este momento, el uso de células madre ha despertado una gran esperanza, pero todavía hay que esperar mucho para ver los resultados. "La gente siempre escucha en la televisión y en la prensa que las células madre hacen milagros. Eso es una tontería, no hay certeza", dice Macchiarin. Pero es cierto que hay un gran esfuerzo de investigación en torno a ellos.

El Dr. Matesanz también es prudente. "Tenemos que tener las piernas en el suelo", dice: "Las células madre tienen una gran potencialidad, pero pueden quedar en la nada. Han pasado 15 años desde que empezamos a hablar de células madre, y todavía estamos aquí. Precisamente en la técnica de fabricación de los órganos artificiales hay que ver cuánto se adelanta y qué se consigue, pero no en un único laboratorio: tiene que sacarlo bien en un lugar, luego en otro, etc. y al final hay que extenderlo a todos los sitios. Esa es la señal que está fortaleciendo una tecnología".

Células madre: abiertas todas las vías

"Casi nadie sabe mucho de células madre", ríe el doctor Rafael Matesanz. "Hablamos mucho, se oyen muchas cosas, pero sólo unos pocos saben mucho de células madre". Sin embargo, se han producido avances tanto en las técnicas de uso de células madre como en la identificación de los problemas que generan.

En la actualidad, cuando son necesarios en una terapia, generalmente, los médicos los toman de la médula ósea o de la piel. Cuando se descubrió la capacidad regenerativa de las células madre, sin embargo, se propuso el embrión como una excelente fuente de células madre. Las células embrionarias, a medida que se desarrollan, crean todas las células especializadas, y era lógico pensar que a partir de ellas se pueden crear órganos muy sanos. Las células madre del embrión, sin embargo, dieron problemas, por un lado éticos, pero también médicos: si se insertaban en un cuerpo adulto, crecían incontroladamente hasta formar tumores que producían rechazo. "¿Eso significa que nunca los vamos a utilizar? Pues no, el objetivo de muchas personas es controlar esas células y frenar el crecimiento cuando queremos", dice Matesanz.

Células madre extraídas de un embrión. Ed. © iStockphoto.com/Dra. Schwartz

Por el momento, la solución es el uso de células madre adultas, de las que los investigadores están logrando desespecializar las células extraídas de un tipo de tejido, crear células madre pluripotentes inducidas y crear otras células del tipo deseado. En la actualidad esta línea de investigación tiene una gran fuerza. Y no es la única. Algunos investigadores han conseguido transformar un tipo de célula en otro sin pasos intermedios.

Desde el punto de vista de la investigación, todas las puertas están abiertas. En todos los casos, la manipulación de células madre es difícil y más aún si se quieren formar órganos enteros a partir de estas células y en el laboratorio.