La medicina reparadora es una nueva y prometedora estrategia terapéutica basada, principalmente, en la manipulación de células madre. Se trata de una alternativa que ofrece la posibilidad de desarrollar nuevos métodos para reparar o remplazar tejidos o células dañadas, con la finalidad de tratar enfermedades crónicas graves y hasta ahora incurables, como la diabetes, el Parkinson o la insuficiencia cardíaca crónica.
En los últimos años el mundo de la biología y, con ello, el de la medicina están en plena revolución. Una de las perspectivas más interesantes es el nuevo enfoque para entender determinadas enfermedades y la búsqueda de nuevas opciones terapéuticas.
Algunos procesos patológicos, como el infarto de miocardio, la enfermedad de Parkinson o la diabetes tipo I, son ocasionados por la degeneración de determinados tipos celulares, como los miocardiocitos en el caso del infarto, las neuronas dopaminérigas en el caso del Parkinson y las células beta del páncreas en el caso de la diabetes tipo I.
La medicina regeneradora tiene como objetivo regenerar estas células de modo que se recupere la función del tejido u órgano dañado. Para ello, es necesario realizar microtrasplantes de células que, de un modo similar al trasplante de órganos, podrían suplantar la función de las células dañadas o no funcionales.
Los biólogos esperan desarrollar nuevos tratamientos con las herramientas de la biología molecular aplicadas en las células madre, basándose en los mismos mecanismos que las células usan para repararse.
La mayor dificultad técnica de la medicina reparadora está en la obtención de los tipos celulares deseados en cada caso. Y éste también es el punto que plantea más dilemas y discusiones éticas, puesto que para ello se pueden utilizar las células madre de origen embrionario o las células madre de origen adulto.
En definitiva, la medicina reparadora puede marcar las pautas terapéuticas de las próximas décadas de muchas enfermedades, especialmente las degenerativas y traumáticas, abriendo nuevas perspectivas terapéuticas que mejoren la calidad de vida de los seres humanos.
Células madre
El fundamento de la medicina reparadora es obtener células madre diferenciadas, es decir, a partir de una célula madre, obtener el tipo celular deseado, como una célula nerviosa, una célula muscular o una célula hepática. Es lo que conocemos como proceso de diferenciación celular.
Las mayores dificultades técnicas son dos: la diferenciación de las células madre en otros tejidos y obtener las propias células madre.
El primer punto se resolverá a medida que se vaya profundizando en el conocimiento de los factores que inducen la diferenciación celular. Se trata «sólo» de un problema técnico. Al segundo, además de la dificultad técnica, se le añaden discusiones éticas, dependiendo de si obtenemos las células madre a partir de embriones o a partir de células procedentes de tejido adulto.
Un paso fundamental para la medicina reparadora ha sido el desarrollo de las técnicas de la clonación y en especial, la clonación de mamíferos.
El gran avance conseguido al clonar la oveja Dolly fue que el material genético utilizado se obtuvo a partir de una célula adulta. Consiguieron reprogramar el núcleo de una célula somática adulta hasta desdiferenciarla y hacerlo útil para introducirlo en un ovocito de otra oveja.
Esta técnica de clonación por transferencia de núcleo ha abierto la posibilidad de crear embriones de mamíferos con el material genético obtenido de una célula adulta y, con ello, la posibilidad de obtener células madre e incluso tejidos para cultivar y posteriormente trasplantarlos al donante del material genético. Es lo que se conoce como clonación terapéutica.
Tal como hemos comentado, un aspecto que caracteriza la medicina reparadora es el amplio debate que suscita el hecho de utilizar embriones para la obtención de células madre. Por ello, uno de los aspectos más interesantes ha sido la búsqueda de procedimientos alternativos para obtener células madre que no requieran la utilización de embriones. Esto se ha conseguido al demostrar la existencia de células madre en diversos tejidos adultos y al comprobar que determinadas células somáticas pueden desdiferenciarse a células madre.
Un paso fundamental para la medicina reparadora ha sido el desarrollo de las técnicas de la clonación y en especial, la clonación de mamíferos
El debate sobre si las células madre de embriones humanos tienen un mayor potencial que las células madre procedentes de tejido adulto está abierto.
Actualmente, las células embrionarias humanas resultan de especial interés por tener el potencial de diferenciarse en cualquier tipo celular. Aun así, los recientes estudios que demuestran que las células somáticas pueden diferenciarse en otros tipos celulares, además de las propias células madre de los tejidos adultos, ponen en cuestión si es necesario seguir con las líneas de investigación de células madre embrionarias.
Pese al optimismo que se ha generado sobre la investigación de células madre somáticas, muchos científicos, incluso los que estudian las células somáticas y las células madre de tejido adulto, apoyan la continuación de la investigación con células madre embrionarias.
La mayoría de los informes científicos resaltan que es demasiado pronto para saber cuáles son las posibilidades técnicas de cada tipo celular.
«Reparación» de tejidos
Independientemente del tipo de células madre que se utilicen, las finalidades terapéuticas mediante la reparación de tejidos dañados o la creación de tejidos u órganos abren un abanico de posibilidades que son, por ahora, una gran incógnita. No obstante, apuntan a ser una buena alternativa al tratamiento actual de determinadas enfermedades crónicas o traumáticas.
Hoy día, la reparación de tejidos se ha abordado desde tres perspectivas distintas: la primera consiste en el trasplante de «fragmentos» sanos --generalmente, de origen fetal-- en el propio tejido dañado, la segunda consiste en el trasplante de células madre --del mismo tejido a reparar-- procedentes de otro sujeto, y la tercera estrategia desarrollada consiste en el trasplante de células madre embrionarias, células madre adultas o células madre de cordón umbilical de otros tejidos.
Trasplante de «fragmentos» sanos
Se han realizado distintas experiencias, en cuanto a la reparación de tejidos dañados, mediante el trasplante de fragmentos de tejido sano.
En 1999, en la reunión anual de la Sociedad Americana de Neurociencias se presentó un ensayo clínico a doble ciego con 40 pacientes con la enfermedad de Parkinson1. Este estudio demuestra el moderado efecto beneficioso de la inyección de células fetales en el cerebro de pacientes con Parkinson.
Los pacientes recibieron el trasplante de tejido cerebral de fetos de 7-8 semanas de vida que producían dopamina.
Se consiguió un incremento del 20% de la producción de dopamina y una reducción de los síntomas clínicos que se mantenía hasta 36 meses desde el trasplante en los pacientes menores de 60 años. Contrariamente a estos resultados, los pacientes mayores de 60 años no obtuvieron mejoría e incluso algunos empeoraron.
Puesto que los resultados fueron inciertos, algunos autores de este trabajo concluyeron que no era ético realizar más trasplantes fetales con esta finalidad y resaltaron que, de momento, este tipo de experimentos se realizarían únicamente en el laboratorio con animales de experimentación.
Se ha demostrado que las células madre de un determinado tejido pueden unirse al tejido dañado y diferenciarse en células adultas sanas
Trasplante de células madre del mismo tejido
Se ha demostrado que las células madre de un determinado tejido pueden unirse al tejido dañado y diferenciarse en células adultas sanas.
Un ejemplo de ello son las células madre nerviosas cultivadas en el laboratorio que se pueden trasplantar al sistema nervioso central dañado, donde se diferencian en células neuronales maduras2.
Este tipo de trasplante se puede realizar inyectando directamente las células madre en el tejido dañado o bien introduciéndolas en el torrente circulatorio. También se ha conseguido con células musculares, de modo que si inyectamos en el músculo dañado células madre de músculo, éstas se transforman en células musculares adultas sanas, se fusionan con las células musculares dañadas y el tejido se regenera.
Por otro lado, experimentos con monos han demostrado que tras una lesión medular, después de inyectar células madre nerviosas cerca de la lesión, las células dañadas se recubren de nuevo de mielina y recuperan en parte su función.
Otros experimentos en ratas con lesiones parecidas a la esclerosis lateral amiotrófica de los humanos han demostrado que las células madre pueden migrar por la médula espinal puesto que, tras inyectar células madre en el líquido espinal, éstas migran hacia la zona afectada.
Las perspectivas de esta técnica parece que son muy prometedoras. Actualmente, se están realizando numerosas investigaciones en esta línea que abarcan desde enfermedades como el Alzheimer hasta el tratamiento de distintos tumores cancerígenos.
Trasplante de células madre embrionarias, células madre adultas o células madre de cordón umbilical de otro tejido
En este campo se han realizado numeroso estudios. Los primeros experimentos se realizaron en 1999 cuando se consiguió transformar en el laboratorio células madre embrionarias de ratón en dos tipos de células neuronales: oligodendrocitos y astrocitos3.
Otros experimentos, también en ratones, han demostrado que el trasplante de células madre embrionarias a animales con la medula ósea lesionada favorece que se puedan recuperar.
También con experiencias realizadas en ratones se ha demostrado que células madre de medula ósea pueden transformarse en células hepáticas que, en principio, podrían ser útiles para el tratamiento de enfermedades hepáticas degenerativas4.
Asimismo, es posible regenerar el tejido nervioso deteriorado por un ictus o infarto cerebral cuando se inyectan células de cordón umbilical por vía circulatoria en animales lesionados.
La primera experiencia de trasplante autólogo (trasplante de células madre del propio paciente) de mioblastos (células musculares inmaduras) se practicó a un paciente de 72 años con isquemia cardíaca por una coronariopatía.
Los mioblastos se cultivaron en el laboratorio durante 2 semanas y después se trasplantaron al paciente. Al cabo de un mes, el paciente había mejorado notablemente.
En otros experimentos se ha conseguido que células de medula ósea puedan generar proteínas neuronales, proteínas que en principio sólo generan las propias células neuronales. Esto demuestra la gran plasticidad de estas células.
Estos experimentos abren la posibilidad de que las células de medula ósea --fáciles de obtener-- sean una fuente de neuronas para enfermedades neurodegenerativas o lesiones del sistema nerviosos central.
Otros experimentos también han demostrado la posibilidad de regenerar cardiocitos en el miocardio a partir del trasplante de células de la medula ósea.
Todos estos experimentos demuestran la gran plasticidad en la reprogramación de células madre de tejido adulto, que pueden ser inyectadas en distintos órganos como corazón, músculo, hígado, pulmón o intestino, transformándose in situ en células de estos tejidos5.
Perspectivas de futuro
El informe de la Comisión de las Comunidades Europeas creada para analizar los temas relacionados con la investigación con células madre y el desarrollo de tratamientos basados en éstas contempla tres conceptos terapéuticos basados en la medicina regeneradora.
Por un lado, el «trasplante de células diferenciadas derivadas de células madre». Se refiere a que las células madre pueden cultivarse y dirigirse hacia la diferenciación en determinados tipos celulares en el laboratorio para ser trasplantadas posteriormente. Como, por ejemplo, obtener células productoras de insulina para tratar la diabetes, células musculares cardíacas para tratar las insuficiencias cardíacas o neuronas productoras de dopamina para tratar el Parkinson. La fuente puede ser células madre embrionarias o somáticas, incluidas las propias células madre del paciente.
Por otro lado, está la administración directa de células madre. En algunos casos puede ser necesario administrar células madre directamente al paciente, de tal forma que colonicen el punto adecuado o tejido dañado y se diferencien en el tipo celular deseado.
Finalmente, está el estímulo de células madre endógenas. Se está explorando la posibilidad de introducir o aumentar la autorreparación y estimular la población de células madre de un individuo administrando, por ejemplo, factores de crecimiento.
Es importante tener en cuenta que todos estos tratamientos están aún en fase de investigación y desarrollo. Antes de pasar a su aplicación clínica, deberán superarse algunas barreras científicas y técnicas. Por un lado, comprender los mecanismos que regulan el crecimiento, la diferenciación y la desdiferenciación de las células madre.
Por otro lado, eliminar el riesgo de desarrollar células diferenciadas inapropiadas y células cancerosas, uno de los problemas resaltados en cuanto al uso de células embrionarias humanas, ante el riesgo de tumorogénesis.
También se deberá garantizar la función y la viabilidad de las células madre o de sus derivados durante la vida del receptor.
Las perspectivas terapéuticas de la medicina regeneradora son enormes, pero aún quedan muchos problemas técnicos y éticos que resolver antes de ser una realidad
Finalmente, hay que superar el problema del rechazo inmunológico, que no se da cuando se utilizan las células madre del propio paciente.
En definitiva, las perspectivas terapéuticas de la medicina regeneradora son enormes, pero aún quedan muchos problemas técnicos y éticos que resolver antes de ser una realidad.
Bibliografía general
Aznar J. Medicina reparadora [Consultado 01/07/03]. Disponible en: http://www. bioeticaweb.com/enfermedades_tras/ medicina_reparadora.htm
Documento de trabajo del personal de la comisión de las comunidades europeas. Informe sobre la investigación en células troncales de embriones humanos [Consultado 1/07/03]. Disponible en: http://europa.eu.int/comm/research/conferences/2003/bioethics/pdf/ executive-summary_es.pdf
Prósper E. Utilización de células madre en terapia regenerativa. Rev Med Univ Navarra 2002;46:24-8.
Valente M. Medicina reparadora: clonación y células madre. [Consultado 1/07/03]. Disponible en: http://bioeticaweb.com/Inicio_de_la_vida/Valent_medicina_reparadora.htm