REGENERACIÓN CELULAR COMO ALTERNATIVA AL TRASPLANTE

REGENERACIÓN CELULAR COMO ALTERNATIVA AL TRASPLANTE

18-ago-2011

Células madres embrionarias de ratón – ChongDae

El hallazgo de células madre en el corazón puede suponer un cambio radical en las posibilidades de pacientes infartados evitando los riesgos del trasplante.

Las células madre, stem cells o células troncales, son aquellas que pueden dividirse indefinidamente conservando la capacidad de transformarse en células de los más de 200 tejidos diferentes del cuerpo, es decir, son multipotenciales (la limitación de este concepto se está debatiendo en la actualidad), o bien pueden diferenciarse y madurar dando lugar a un tejido concreto.

Se sabía que están presentes en el desarrollo embrionario, así como en la médula ósea y en la piel de individuos adultos, pero con los nuevos avances tecnológicos se demuestra que se encuentran en casi todos los tejidos permitiendo cierto grado de regeneración o reparación.

Terapia celular

Son muchos los factores que actualmente están impulsando la investigación médica hacia la búsqueda de alternativas al trasplante para pacientes con insuficiencia cardíaca. Las limitaciones del propio tratamiento médico, como la escasez de órganos o el riesgo de rechazo; o la cada vez más cierta posibilidad de obtener tejido cardíaco muscular y endotelial a partir de células madre, nos conducen a la terapia celular.

Hoy en día, el campo de investigación con células madre parece no tener límites: medicina regenerativa, inmunoterapia y terapia génica. Sin embargo, son muchos los obstáculos que se tienen que salvar aún, especialmente los referidos a la clonación terapéutica.

Como ejemplo de la potencialidad del tratamiento notaremos aquí el caso publicado por Science en abril del año 2000: dos bebés con un defecto genético congénito que les producía inmunodeficiencia grave, fueron trasplantados con sus propias células madre, a las que se había modificado el gen defectuoso. Fue el primer éxito de la terapia génica.

Uso de cardiomiocitos en la reparación miocárdica

La idea de que determinados órganos, tales como el corazón o el cerebro, están completamente diferenciados en la edad adulta y, por tanto, son incapaces de presentar regeneración celular, tanto para reemplazo como reparación se está viendo finalmente superada. Numerosos estudios en animales han demostrado en los últimos años que las células madre de la médula ósea migran, tras un infarto, hacia el corazón para regenerar el miocardio. Del mismo modo, se han descubierto células madre en cerebros adultos que pueden producir nuevas neuronas.

Las evidencias presentadas en junio del 2001, en New England Journal of Medicine, podrían desacreditar definitivamente el viejo dogma de que el corazón no se regenera tras una lesión. El Dr. Piero Anvera y sus colegas informaron de la existencia de un número significativo de cardiomiocitos en el área circundante a la infartada. Los cardiomiocitos se hallan involucrados en el proceso de regeneración celular.

Por su parte, el Dr. Müller y su equipo realizaron biopsias de los ventrículos derechos de varios hombres que habían sido trasplantados con corazones de mujeres donantes. Se detectaron cardiomiocitos del receptor, conectados a los miocitos adyacentes, en un 69% de los casos. Los investigadores especulan que estos cardiomiocitos se originaron de la médula ósea del receptor.

Aún se desconoce si estas células están efectivamente en el corazón (células madre cardíacas existentes en la aurícula) o, por el contrario, provendrían de otros tejidos adultos, como la médula ósea. Existen distintos tipos de células madre que pueden diferenciarse hacia los tejidos dañados necesarios: células madre musculares o mioblastos, de la médula ósea (precursores hematopoyéticos, mesenquimales o endoteliales) e incluso del propio corazón.

No obstante no todas presentan las mismas propiedades, las células madre endoteliales no adquieren características de músculo cardíaco, las musculares no pueden desarrollar las características de músculo cardíaco necesarias para poder transmitir el estímulo electromecánico, mientras que las mesenquimales son capaces de diferenciarse a tejidos mesodérmicos.

Determinar las señales a aplicar para que se diferencien en una dirección u otra, así como para que lo hagan de forma controlada sin amenazar al resto del tejido al que se incorporan, contribuyendo así a su funcionalidad sin generar problemas secundarios, es la fundamental línea de investigación en la actualidad.

Factores de crecimiento

Existen pequeños fragmentos proteicos biológicamente activos que pertenecen al grupo de las citoquinas denominados factores de crecimiento, que regulan la capacidad de división de las células. Aunque estos son producidos y segregados por todas las células del organismo como respuesta a un estímulo específico, se encuentran en mayor proporción en las plaquetas, macrófagos y entre las proteínas plasmáticas. Estas sustancias activan o inhiben las funciones de multiplicación celular al unirse a las membranas de las mismas.

En 1960 se descubría el primer factor de crecimiento, involucrado en la proliferación celular en cultivos de células de la epidermis. Inicialmente, estas sustancias se obtenían por bioingeniería genética y eran utilizados en la cicatrización de quemaduras. Más tarde, su aplicación en odontología y en la cirugía de los implantes hizo desarrollar un método de obtención a partir de la propia sangre del paciente.

Los nuevos retos: controlar el riesgo de generación de tumores

Debido a que la tasa de proliferación de los cardiomiocitos no es suficientemente elevada como para regenerar el tejido necrosado tras un infarto, se hace necesaria la estimulación artificial, o la implantación de un mayor número de estos. Sin embargo, el enfoque farmacéutico provoca numerosos rechazos en la comunidad médica. “Un fármaco podría generar una reacción bioquímica muy brusca, y dentro de la medicina regenerativa tenemos que tener mucho cuidado para evitar cualquier tipo de crecimiento celular fuera de control que pudiera acabar formando un tumor,” advierte Joshua Hare, director del Instituto de Células Madre Interdisciplinario de la Universidad de Miami.

A pesar de que las células madre embrionarias son capaces de diferenciarse a cardiomiocitos y regenerar el miocardio, su potencial inmunogénico y arritmogénico, así como la posibilidad de generar tumores in vivo, han limitado su aplicación a experimentos en laboratorio con animales.

Los telómeros, secuencias de ADN situadas en los extremos de los cromosomas y que controlan el número de veces que una célula se puede dividir, controlan y limitan el ciclo de vida celular. Existe una relación clara entre la disfunción en la expresión telomérica, la progresión del cáncer y el mal funcionamiento de los mecanismos de reparación del ADN. Por tanto, conocer los mecanismos que controlan la regeneración celular y la evolución del cáncer, ayudará a desarrollar tratamientos aplicables a cualquier caso de lesión tisular.

Es decir, no sólo tenemos que conocer el mejor modo de modificar las células madre, aprovechando su excepcional potencial de multiplicación y diferenciación, sino también descubrir cómo decirles cuándo dejar de dividirse una vez reparado el tejido objetivo, para no generar un tumor.