Qué es el tratamiento con células madre?

La terapia o tratamiento con células madre es un tratamiento médico que consiste en introducir células generadas fuera del organismo hacia tejidos dañados o alterados para resolver una enfermedad. La capacidad de estas células madre de regenerarse e inducir la proliferación celular de más células con pequeños grados de diferenciación supone una capacidad de generar tejidos que puedan sustituir los tejidos dañados del cuerpo o afectados por una enfermedad, con un riesgo mínimo de rechazo inmunitario y de efectos secundarios.

Células madre mesenquimales

Los investigadores ya han avanzado que las células madre embrionarias y células madre adultas podrán pronto tratar el cáncer, la diabetes tipo I, la enfermedad de Parkinson, la enfermedad de Huntington, la celíaca, el paro cardíaco, daños musculares, enfermedades neurológicas y otras. Sin embargo, antes de que la terapia con células madre pueda ser aplicada en un contexto clínico, es necesaria una investigación más profunda para comprender el comportamiento de las células madre en trasplantes y los mecanismos de interacción con el tejido dañado del entorno.

Tratamientos con células madre

tratamiento-con-celulas-madre

Desde la década de 1980 se han utilizado células madre de la médula ósea, y más recientemente, células madre del cordón umbilical para tratar pacientes de leucemia y linfoma. Durante la quimioterapia, la mayoría de las células en crecimiento mueren a causa de agentes citotóxicos. Estos agentes no distinguen entre las células cancerosas y las células madre hematopoyéticas de la médula ósea. Este es el efecto secundario de la quimioterapia convencional que se pretende eliminar mediante el trasplante de células madre. El tuétano de un donante sano permite introducir células madre en el cuerpo del paciente que sustituyan las células muertas durante el tratamiento.

Lesiones neuronales

Los accidentes vasculares cerebrales y las lesiones traumáticas del cerebro conllevan la muerte de las células debido a la pérdida de neuronas y oligodendrocitos del cerebro. Los cerebros adultos que están sanos contienen células madre neurales que se dividen o bien para mantener el mismo número de células madre o bien para convertirse en células progenitoras (células con la capacidad de diferenciarse, pero que no pueden replicarse indefinidamente como las células madre).

Las células progenitoras de los animales adultos sanos migran en el cerebro para llevar a cabo diferentes funciones (principalmente para mantener las poblaciones de neuronas por el olfato. Aunque el sistema de reparación parece iniciarse después de un trauma en el cerebro , una reparación sustancial es muy poco frecuente en adultos, lo que sugiere una falta de solidez de éste. Las células madre también podrían ser utilizadas para el tratamiento de la degeneración cerebral, como por ejemplo en las enfermedades de Parkinson o del Alzheimer.

Cáncer

El cáncer cerebral es muy difícil de tratar con las técnicas convencionales porque se extiende muy rápidamente. Investigadores del Facultad de Medicina de la Universidad Harvard trasplantaron células madre neurales de humanos en el cerebro de roedores que previamente habían recibido un tumor intracraneal.

Con el paso de los días, las células habían migrado hasta la zona cancerosa y habían producido citosina deaminasa, una enzima que convierte un pro-fármaco no tóxico en un agente quimioterapéutico. El resultado fue que la sustancia inyectada fue capaz de reducir la masa del tumor en un 81%. Las células madre no se diferenciaron ni se volvieron tumorales.

Las actuales terapias contra el cáncer están diseñadas para matar las células cancerosas, sin embargo, la quimioterapia convencional no distingue entre células cancerosas y otras células (es decir, en la quimioterapia se matan tanto células cancerosas como células no-cancerosas). Aquí es donde reside la importancia del uso terapéutico de las células madre en el tratamiento del cáncer (se podría eliminar la fuente de células cancerosas matando sólo las células madre que las provocan). Las terapias con células madre pueden servir como tratamientos eficientes contra el cáncer.

Investigaciones en el tratamiento de linfomas utilizando células madre adultas ya se están llevando a cabo y ya se han probado con humanos. Esencialmente, la quimioterapia se usa para destruir completamente los linfocitos del propio pacientes y las células madre inyectadas, reemplazando eventualmente el sistema inmunitario del paciente con el de un donante sano.

Lesiones en la médula espinal

El 25 de noviembre de 2003 un equipo de investigadores coreanos fueron informar del siguiente procedimiento que habían realizado: trasplantaron células madre adultas multipotentes de la sangre del cordón umbilical a una paciente que sufría una lesión en la médula espinal. Después del procedimiento se observó que la paciente pudo caminar por su cuenta sin dificultad después de no haber podido ponerse en pie durante casi 19 años. Para esta prueba clínica sin precedentes, los científicos aislaron las células madre de la sangre del cordón umbilical y luego las fueron inyectar en la médula espinal donde estaba la lesión.

Según el tema publicado en The Week, Universidad de California, el 7 de octubre de 2005, los investigadores del centro Irvine (Universidad de California) trasplantaron células madre neurales multipotentes humanas derivadas de los fetos en ratones previamente paralizados. Observaron que la recuperación estaba relacionada con la diferenciación de las células trasplantadas en nuevas neuronas y oligodendrocitos (estos últimos, los cuales forman la vaina de mielina que rodea los axones, aíslan los impulsos neuronales y facilitan, por tanto, la comunicación con el cerebro).

En enero de 2005, los investigadores de la Universidad de Wisconsin-Madison diferenciaron células madre de los blastocistos humanos en células madre neurales, luego en neuronas motor prematuras y finalmente en neuronas motoras de la médula espinal (estas últimas son , en el cuerpo humano, las células que transmiten mensajes desde el cerebro hasta la médula espinal y por tanto intervienen en las funciones motor en la periferia). Estas nuevas neuronas motor generadas mostraron una actividad eléctrica, el marcado de las neuronas.

La transformación de los blastocistos células madre en neuronas motor había eludido a los investigadores durante décadas. Aunque los hallazgos de Zhang resultan contribuciones significativas para el campo de investigación, la habilidad de las células neurales trasplantadas de establecer comunicación con las células vecinas resulta incierta. En consecuencia, los estudios con embriones de pollo como un organismo modelo pueden ser una experiencia efectiva para la prueba de concepto.

Daños cardíacos

Varios ensayos clínicos orientados a las enfermedades del corazón han demostrado que la terapia con las células madre es seguro, efectivo e igual de eficiente tratando infartos antiguos y recientes. Las terapias con células madre adultas para el tratamiento de enfermedades cardíacas estaban comercialmente disponibles en los cinco continentes en el último recuento (2007). Los posibles mecanismos para la recuperación incluyen:

  • Generación de células de los músculos del corazón.
  • Estimulación del crecimiento de nuevos vasos sanguíneos para repoblar el tejido del corazón dañado.
  • Secreción de sustancias que estimulan el crecimiento celular (factores de crecimiento).
  • Asistencia a través de otros mecanismos.
  • Es posible obtener la diferenciación de células adultas de la médula ósea en células musculares del corazón.

Hematopoyesis

Las enfermedades de las células hematopoyéticas se llaman Hematopatología. La especificidad del repertorio humano de células inmunes es lo que permite que el cuerpo humano se defienda de los antígenos con una rápida capacidad de adaptación. Con todo, el sistema inmune se vuelve vulnerable a la degradación durante la patogénesis de una enfermedad (es decir, el desarrollo de una enfermedad). Debido a la relevancia que juega el sistema inmune sobre la defensa de todo el organismo, la degradación de este puede resultar fatal para el organismo entero.

Tratamiento con células madre hematopoyéticas

La especificidad de las células inmunológicas es lo que permite el reconocimiento de antígenos extraños, lo que da lugar a nuevos retos en los tratamientos de enfermedades inmunológicas. ¿Por qué los resultados de un trasplante sean positivos debe haber una coincidencia total, idéntica, entre donante y receptor. Pero una coincidencia total es muy poco frecuente, incluso entre miembros de una misma familia.

Los glóbulos rojos adultos humanos pueden ser generados ex vivo (es decir, fuera del organismo pero en unas condiciones iguales en el medio natural) a partir de células madre hematopoyéticas, las cuales son precursoras de los glóbulos rojos. En estos proceso, las células madre hematopoyéticas crecen en conjunto con las células del estroma, en un medio creado que tiene las mismas condiciones de la médula ósea, el lugar natural de crecimiento de los glóbulos rojos.

Se añade eritropoyetina, un factor de crecimiento, que induce que las células madre completen la diferenciación terminal en glóbulos rojos. Nuevas investigaciones sobre esta técnica podrían aportar importantes beneficios en las terapias génicas, en la transfusión de sangre y en la medicina tópica.

Calvicie

Los folículos pilosos también contienen células madre. Esto hace que algunos investigadores predigan que la investigación en estos folículos pueda conducir a exitosos tratamientos contra la calvicie a partir de la “multiplicación del cabello”, también conocida como la “clonación del cabello”. El mecanismo de este tratamiento consistiría en obtener células madre a partir de folículos ya existentes, multiplicar los folículos en cultivo y después implantando estos folículos nuevos en el cuero cabelludo. Tratamientos posterior podrían ser capaces de señalizar las células madre folículos para que liberaran señales químicas a las células folículos de alrededor, las cuales han ido desapareciendo durante los proceso de envejecimiento, y éstas responderían a estas señales regenerant- y volviendo a producir cabello sano.

Pérdida de la dentadura

En 2004, científicos del Kings College London descubrieron una manera de cultivar un diente entera en ratones y también conseguir que crecieran de manera independiente en el laboratorio. El investigadores confían en que estos descubrimientos podrán servir para hacer crecer una dentadura viva en los pacientes humanos. Con todo, aún persisten muchos retos que se han superar antes de que las células madre puedan utilizarse como reemplazo en el caso de la pérdida de un diente.

Sordera

El investigador Stefan Heller ha informado de que el uso de células madre embrionarias puede ser eficiente en el crecimiento de las células ciliadas de la cóclea.

Ceguera y daños visuales

Desde el año 2003, algunos investigadores han trasplantado con éxito células madre de la córnea en tejidos oculares dañados para recuperar la visión. Utilizando células embrionarias, los investigadores han podido hacer crecer una fina capa de células madre totipotentes el laboratorio. Cuando estas capas eran trasplantadas sobre el tejido dañado de córnea, las células madre estimulan nueva reparación, reparando así la visión y desapareciendo la discapacidad visual.

El último desarrollo similar fue en 2005, en el que los investigadores del Queen Victoria Hospital de Sussex, Inglaterra, pudieron reparar la visión de cuarenta pacientes utilizando esta técnica. El grupo, dirigido por el Dr. Sheraz Daya, utilizó con éxito células madre adultas obtenidas de los propios pacientes, de familiares, o incluso de cadáveres.

En abril de 2005, en el Reino Unido se trasplantaron células madre de la córnea de un donante de órganos en la córnea de la paciente Deborah Catlyn, una mujer que era ciega de un ojo para que le habían lanzado ácido en una discoteca. La córnea, que es la parte transparente del ojo, es un perfecto objeto de trasplante. De hecho, el primer trasplante con éxito fue de córnea. La ausencia de vasos sanguíneos en la córnea permite que ésta sea fácil de trasplantar. La mayoría de los trasplantes de córnea realizados hoy en día se deben a unas enfermedades degenerativas llamadas queratoconos.

El Hospital universitario de Nueva Jersey declaró que la frecuencia de éxito en el crecimiento de nuevas células a partir de un trasplante de células madre varía del 25% al ​​75%.

En 2009, el centro médico de la Universidad de Pittsburgh se demostró que células obtenidas de córnea humana pueden reparar la transparencia sin provocar una respuesta de rechazo en córneas de ratones.

Esclerosis Lateral Amiotrófica

Las células madre han dado importantes mejoras locomotoras en ratas con una enfermedad similar a la Esclerosis lateral amiotrófica (ELA). En un modelo para roedores que imita la forma humana de la A, los animales fueron inyectados con un virus para matar los nervios motores de la médula espinal que dan lugar al movimiento. Los animales recibieron después células madre en la médula, que migraron a los lugares dañados, contribuyendo a la regeneración de los nervios destruidos ya la restauración de la función locomotora.

GVHD y síndrome de Crohn

La compañía Osiris Therapeutics llevó a cabo assagos clínicos, esperados para mediados de 2008, con la intención de probar su fármaco Prochymal, un derivado de la médula ósea diseñado para tratar principalmente el GVHD y la enfermedad de Crohn.

Diabetes

Los pacientes de diabetes pierden la función de las células beta productoras de insulina en el páncreas. Se pueden cultivar células madre humanas y estimularlas para que se desarrollen con la función de producir insulina. Estas células productoras pueden ser trasplantadas al paciente. Sin embargo, el éxito clínico en este tipo de tratamiento depende mucho todavía del desarrollo de los siguientes procedimientos.

  • Las células trasplantadas deben poder proliferar.
  • Las células trasplantadas se diferencian de forma específica a su posición.
  • Las células trasplantadas deben sobrevivir en el organismo del paciente receptor.
  • Las células trasplantadas se integrarán al tejido-objetivo y el funcionamiento interno del paciente para recuperar su función.

Ortopedia

Hasta ahora, la literatura científica centrada en el tratamiento del aparato locomotor se ha concentrado en las células madre mesenquimales. Han publicado pruebas de RMN en las que se demuestra el aumento en volumen del cartílago y el menisco en varios individuos. Los resultados de los estudios demuestran que este tipo de tratamiento es muy seguro, ya que las complicaciones asociadas son mínimas.

Wakitani también ha publicado una pequeña serie de casos clínicos que cubren nuevo defectos còndrics en cinco rodillas diferentes cuyo tratamiento implicó trasplantes quirúrgicos de células mesenquimales.

Proceso natural de curación de las heridas

Las células también pueden utilizarse para estimular el crecimiento de los tejidos humanos. En un adulto, el tejido dañado es muy a menudo reemplazado por una cicatriz. La cicatriz se caracteriza por una estructura desordenada de colágeno, por la pérdida de folículos pilosos y por la estructura vascular irregular. En el caso del tejido fetal dañado, sin embargo, la herida se reemplazada por tejido normal gracias a la actividad de las células madre.

Un posible método para la regeneración de tejidos en adultos consiste en poner estas células madre de manera que hagan de “semillas” en un sustrato tissul·lar que actúe como “suelo”. El tejido “suelo” se encontraría en la herida, y el objetivo del tratamiento sería estimular la diferenciación de las células madre para que se volvieran células similares a las del tejido dañado.

Este método da lugar a una respuesta regenerativa más similar a la curación de heridas en el feto que el proceso de curación típico de un adulto, con la correspondiente formación de cicatriz. Aunque se investiga en diferentes aspectos del tejido “suelo “, de tal forma que éste conduzca a la regeneración en caso de que sea necesario.

Infertilidad

Gracias al análisis genómico, se sabe que los cultivos de células embrionarias humanas en fibroblastos ováricos porcinos (POF – Porcine Ovarian fibroblastos) desactivados mitóticamente provocan la diferenciación hacia células germinales, precursoras de los gametos. Ya se ha estimulado células humanas embrionarias para formar células similares a los espermatozoides. Estas células todavía nacen deformadas y dañadas, pero tienen el potencial de tratar la azoospermia en un futuro.

Ensayos clínicos

El 23 de enero de 2009, la Administración de Drogas y Alimentos (FDA) de EE.UU., autorizó a Geron Corporation para iniciar el primer ensayo clínico de una terapia para seres humanos basada en células madre embrionarias. El ensayo evaluará el GRNOPC1, células progenitoras de los oligodendrocitos derivados de células madre embrionarias, en pacientes con lesiones medulares graves. A mediados de 2010 ya se habían registrado cientos de ensayos clínicos que hubieran implicado el uso de células madre.

Uso de células madre en animales

Aplicaciones en veterinaria

Las investigaciones que se están dando actualmente en caballos, perros y gatos puede beneficiar el desarrollo de tratamientos con células madre en medicina veterinaria y puede estar dirigida a una gran diversidad de enfermedades y lesiones tales como infartos de miocardio, ictus cerebral, problemas los tendones y los ligamentos, artrosis, osteocondrosis y distrofia muscular tanto en animales grandes como en personas. Aunque la investigación en terapias basadas en las células generalmente refleja necesidades médicas humanas , el alto grado de frecuencia y la severidad de ciertas lesiones en caballos de carreras ha puesto la veterinaria en el frente de este nuevo acercamiento a la medicina desde el punto de vista regenerativo. Los animales de compañía sirven como modelos clínicos relevantes por su similitud a los enfermos humanos en cuanto a su condición.

Desarrollo de modelos de tratamiento regenerativo

Las aplicaciones veterinarias de las terapias con células madre como medio para la reparación de tejidos han sido muy condicionadas por la investigación que se inició con el uso de células madre mesenquimales para tratar animales con lesiones o defectos que afectaran el hueso, el cartílago, los ligamentos y / o los tendones.

Como las células mesenquimales se pueden diferenciar en células que den lugar a hueso, cartílago, tendones y ligamentos (y músculos, grasa y otros tejidos), estas son el tipo mayoritario de células madre estudiadas en el tratamiento de enfermedades que afecten a estos tejidos.

Las células mesenquimales se derivan mayoritariamente del tejido adiposo o de la médula ósea. Ya que la elevada respuesta inmune puede acabar comportando el rechazo de células exógenas en trasplantes (excepto en el caso de células derivadas de individuos cercanos genéticamente), las células mesenquimales normalmente se derivan del paciente antes de la inyección en un proceso conocido como autotrasplante.

La reparación quirúrgica de fracturas óseas en perros y ovejas ha demostrado que los injertos de células mesenquimales derivadas de un donante genéticamente diferente de la misma especie, llamado trasplante alogénico no provoca una respuesta inmunitaria en el animal receptor y puede ser un medio para regenerar el hueso en fracturas y defectos óseos de carácter mayor.

Las células madre pueden acelerar la reparación de huesos en fracturas y defectos que normalmente requerirían un injerto extensivo, dando a pensar que el uso de células mesenquimales también puede proveer una alternativa muy útil a las técnicas de injerto convencionales.  Tratar lesiones de tendones y ligamentos en caballos utilizando células madre, tanto derivadas de tejido adiposo como de médula, tiene mucho apoyo en la literatura veterinaria.

A pesar de que todavía son necesarios más estudios para caracterizar el uso de terapias basadas en las células para tratar fracturas, se cree que las células madre pueden conseguir reparar el tejido óseo por cinco mecanismos primarios: 1) proporcionando un efecto antiinflamatorio, 2) dirigiéndose hacia los tejidos dañados y “reclutando” otras células, tales como las células progenitoras células endoteliales que son necesarias para el crecimiento del tejido. 3) favoreciendo la remodelación tissul·lar por encima de la formación de cicatrices, 4) inhibiendo la apoptosis y 5) diferenciándose en hueso, cartílago, tendón y ligamento.

Significación de los microentornos de células madre

El microentorno en el que se trasplantan las células madre altera significativamente la capacidad de las células injertadas de recuperarse y repararse. El microentorno proporciona factores crecimiento y otras señales químicas que guían la diferenciación adecuada de las poblaciones de células trasplantadas y las dirigen a los lugares afectados por la enfermedad o la lesión que se pretende curar. La reparación y recuperación puede estar mediada por tres mecanismos primarios: 1) formación y “reclutamiento” de nuevas células sanguíneas hacia la zona dañada; 2) prevención de la apoptosis y 3) supresión de la inflamación. Para enriquecer aún más el suministro de sangre a las zonas afectadas y regenerar su tejido, el plasma rico en plaquetas se puede utilizar conjuntamente con el trasplante de células madre. La eficacia de algunas poblaciones de células madre también puede estar afectada por el método de suministro, por ejemplo, para regenerar tejido óseo las células madre normalmente son introducidas en una plataforma donde ya han producido los minerales necesarios para la generación de huesos funcionales.

Fuentes de células madre autólogas (derivadas del propio paciente)

Las células autólogas que se destinan a terapia regenerativa son generalmente aisladas de la médula ósea del paciente o de su tejido adiposo. El número de células madre trasplantadas a los tejidos dañados puede afectar a la eficacia del tratamiento. Así, células madre derivadas de aspiraciones de médula, por ejemplo, son cultivadas en laboratorios especiales hasta que se expanden a millones de células.

Aunque el tejido derivado de tejido adiposo también requiere un procesamiento a priori, su método de cultivo no es tan extensivo como para el caso de células derivadas de la médula. A pesar de que se piense que las células de médula son preferibles para la reparación de hueso, cartílago, ligamento y tendón, un sector de la comunidad científica cree que los métodos de recolección más sencillos y el microentorno multicelular presente en las fracciones de células madre adiposas ya hace que éstas sean preferibles para el autotrasplante en la terapia regenerativa.

Trazos disponibles para caballos y perros sufriendo de condiciones ortopédicas

Las células madre, tanto autólogas como alogénicas, ya se utilizan como terapia adjunta a la reparación quirúrgica de algunos tipos de fracturas en perros y caballos. Tratamientos con células madre autólogas para a lesiones en ligamentos, tendones, artrosis, osteocondrosis y quistes óseos subcondralas son disponibles comercialmente para el tratamiento de caballos desde el 2003 en EEUU y desde 2006 en el Reino Unido.

Tratamientos Autologic con células madre para el tratamiento de lesiones de los tendones, ligamentos y artrosis en perros han estado disponibles por los veterinarios estadounidenses desde 2005. Más de 3000 caballos y perros de propiedad privada han sido tratados con células madre derivadas de su propio tejido adiposo. La eficacia de estos tratamientos ha sido demostrada en ensayos clínicos de doble ciego para perros con artrosis en la cadera y el codo y para caballos con daños en los tendones. La eficacia del uso de células madre, tanto adiposas como medulares, para el tratamiento de lesiones en los tendones y ligamentos está apoyada por la literatura veterinaria.

Desarrollo de tratamientos con células madre en medicina interna veterinaria

Se están conduciendo investigaciones destinadas al desarrollo de tratamientos celulares para: 1) caballos que padezcan EPOC, enfermedades neuronales y laminitis; 2) gatos y perros que sufran de enfermedades al corazón, hígado y riñones o de trastornos neurológicos y inmunitarios.

Controversia ante el uso de células madre embrionarias

Hay una controversia muy extendida en cuanto al uso de células madre embrionarias humanas. Esta controversia se centra principalmente en las técnicas que se utilizan para derivar nuevas líneas de células madre embrionarias, lo que pasa por la destrucción del blastocisto. La oposición al uso de las células embrionarias en la investigación se basa normalmente en objeciones filosóficas, morales o religiosas.

En estos momentos, se han encontrado fuentes alternativas para células madre que han alcanzado un éxito considerable cuando han sido utilizadas como terapias médicas. Estos alternativas no requieren la destrucción de un embrión, e incluyen el uso de sangre del cordón umbilical, de células madre de la dentadura de leche y de la médula ósea, y el uso de células madre pluripotentes inducidas.

Tratamiento con células madre
5 (100%) 1 voto