Células madre. Presente y futuro

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1 Células madre. Presente y futuro Clemente Heimerdinger A, Briceño-Iragorry L, editores. Colección Razetti. Volumen VIII. Caracas: Editorial Ateproca; 2009.p Capítulo 8 Células madre. Presente y futuro Dr. Pedro J. Grases RESUMEN Las células madre están presentes en varios tejidos. Desde hace algunas décadas se han utilizado en el tratamiento de enfermedades diversas (principalmente en el campo de la hematología) gracias a la disponibilidad de trasplantes de médula ósea y de células madre de la sangre periférica. A estas técnicas se han agregado más recientemente las células de la sangre del cordón umbilical. Las diferentes modalidades de trasplantes, aunado a la disponibilidad de bancos de datos a escala internacional, han permitido llevarlos a cabo disminuyendo el riesgo de rechazos. El futuro se fundamenta en el progreso de técnicas que permitan obtener células madre de otras fuentes, en consolidar y mejorar todo aquello que se ha logrado con células madre de estirpe hematopoyético y dedicar especial empeño a multiplicar estas células madre in vitro. Su utilización aprovechando el potencial regenerativo para el tratamiento de tumores, en envejecimiento y también su potencial reparativo en lesiones miocárdicas, del hígado, del sistema nervioso, de la retina, del páncreas, etc., constituye un reto inaplazable. SUMMARY Stem cells are present in diverse tissues. During the last few decades, these cells have been used in the treatment of several diseases, mainly in the field of hematology, thanks to the availability of bone marrow transplantation and the use of stem cells from peripheral Grases P 269

2 Colección Razetti. Volumen VIII. blood. To these techniques, stem cells from umbilical cord blood are now available. Different modalities of transplantation, along with worldwide facilities with data from donors have minimized the risk of graft rejection. Future is based on the progress of techniques to provide stem cells from other sources, in the consolidation and improvement of technological achievements in the field of hematopoietic lineage and improvement of in vitro replication of stem cells. The use of stem cells based on its regenerative potential can be and asset for the treatment of tumors, in aging, and its reparative qualities may be applied in lesions of the myocardium, liver, nervous system, the retina, pancreas, etc. Progress in these fields represents a challenge that can not be postponed. Las células madre, también conocidas como troncales o estaminales, son células indiferenciadas que tienen capacidad de replicarse mediante división celular y de diferenciarse con capacidad de originar diferentes tipos de células que forman los tejidos u órganos. Fueron descubiertas al inicio de los años 1900 cuando investigadores europeos se apercibieron de que los diversos tipos de células de la sangre se originaban en una misma célula - la célula estaminal. Existen varios tipos dependiendo del momento en que se aísla la célula y por tanto en función de su potencial de diferenciación. Las totipotenciales, que conservan su capacidad de dar lugar a todo un individuo. Si por ejemplo separamos artificialmente las dos primeras células de un zigoto, su ADN no contiene plegamientos y por tanto es perfectamente legible. Las pluripotenciales, que provienen de un blastocisto (embrión de 7-14 días) y pueden diferenciarse en tejidos variables. Su pluripotencialidad está en función de su grado de diferenciación. Como ya las células presentan plegamientos en su ADN, son incapaces de evolucionar hacia un embrión completo. Las multipotenciales, que se encuentran en los tejidos diversos y, en condiciones naturales sólo son capaces de diferenciarse en un linaje determinado (endodermo, mesodermo o ectodermo). Las unipotenciales, sólo dan lugar a una línea celular. 270 Clemente Heimerdinger A, Briceño-Iragorry L.

3 Células madre. Presente y futuro En la práctica se pueden diferenciar dos grandes categorías. Las células madre embrionarias (totipotenciales o pluripotenciales) que pertenecen principalmente a la biología experimental y las células madre llamadas adultas (multipotenciales o unipotenciales) que se han venido utilizando con fines terapéuticos sobre todo en el área de los progenitores hematopoyéticos. Los estudios experimentales con células madre de origen embrionario, recientemente se han visto liberados de las restricciones que existían en Estados Unidos y representan el futuro. Con seguridad el terreno perdido durante la moratoria parcial, aunado a las contribuciones adelantadas en otros países, permitirá cosechar avances sustanciales en este campo. Hay además logros recientes que constituyen iniciativas prometedoras, como lo son la recuperación de la capacidad de diferenciación totipotencial a partir de células de tejidos maduros (como por ejemplo células epidérmicas) y la obtención de células estaminales a partir de la manipulación de óvulos capaces de ser estimulados focalmente y así obtener células madre sin la necesidad de fecundación previa (en ese caso no hay ADN masculino) (1). En cuanto a las células madre adultas, tanto las de la médula ósea, como las de sangre periférica han estado disponibles desde hace varias décadas, sirviendo de base para la utilización del trasplante de células madre hematopoyéticas. Las técnicas se han ido refinando gracias a los avances tecnológicos y a la enseñanza que ha brindado el análisis de sus resultados. En este campo la tipificación apropiada de los donantes potenciales ha servido para precisar la histocompatibilidad y minimizar los riesgos del rechazo. Hoy se dispone de una muy efectiva base de datos con el registro de las características de cada donante a nivel internacional, lo cual permite escoger el donante con mayores probabilidades de compatibilidad. Más recientemente se están logrando notables progresos con las células madre provenientes de la sangre del cordón umbilical (SCU). En términos generales las modalidades de aplicación son diversas: trasplante alogénico, autotrasplante, minitrasplantes, etc. Las técnicas varían según la procedencia de las células, del parentesco del donante Grases P 271

4 Colección Razetti. Volumen VIII. (parental o no parental) o la preparación previa, por ej. con purgado de las células a trasplantar. Esta variabilidad depende de la diversidad del donante y del tipo de patología que padece el receptor enfermo. Características de una célula madre. Su identificación. Independientemente de su origen, las células madre son células que se distinguen de las restantes por su indiferenciación y por su capacidad de renovarse, multiplicándose. Permiten de esa forma el desarrollo de un organismo adulto a partir de un óvulo fecundado. Por otro lado, en el individuo adulto su principal función es sustituir las células que requieren ser renovadas y reparar tejidos lesionados. En el humano existen varias poblaciones de células madre que son morfológicamente muy parecidas al resto de las células mononucleadas de configuración esferoidal. Por ello se hace necesario diferenciarlas por sus propiedades y por los marcadores de superficie. Dependiendo de la expresión de los marcadores pueden distinguirse varias poblaciones de células madre. Las hematopoyéticas, por ejemplo, son usualmente identificadas por las expresiones de CD34 y CD45. Por otro lado los marcadores de células madre mesenquimales son el CD105, CD73 y CD90. Sin embargo, no ha sido fácil definir un fenotipo específico para cada población ya que, estos marcadores combinados con otros, pueden expresar variaciones dentro de cada población. Con fines terapéuticos las células madre hematopoyéticas son las que han tenido mayor protagonismo, siendo utilizadas en el tratamiento de diversas enfermedades de la sangre. La manera de valorar la cantidad y viabilidad de células madre en una muestra determinada (médula ósea, sangre periférica o sangre de cordón umbilical), se hace mediante citometría de flujo marcando las células con anticuerpos específicos. Estos marcan las moléculas CD34, CD45 en células vivas (2). El distintivo fundamental de una célula madre es la habilidad de autorenovarse generando muchas células hijas capaces de diferenciarse y a la vez conservando células con el potencial de seguir generándolas. Se trata pues de una división asimétrica en donde por una parte se genera una célula distinta, en el sentido que tiene la capacidad de 272 Clemente Heimerdinger A, Briceño-Iragorry L.

5 Células madre. Presente y futuro Figura 8.1. Célula madre en división. diferenciarse siguiendo una línea determinada, y al mismo tiempo, hay células que retienen su capacidad de seguir siendo madres. Este proceso de división asimétrica está regulado por factores diversos del dominio de la biología molecular (3). Las líneas de investigación se mantienen activas para encontrar respuesta a las siguientes preguntas: 1. Cuáles son los atributos que permiten identificar morfológicamente lo que tipifica a una célula madre? 2. Qué es lo que permite definirla en términos moleculares? 3. Qué señales controlan su proliferación y la diferenciación subsiguiente? 4. Cómo se comporta una célula madre dentro de su contexto biológico? y finalmente, 5. Qué le pasa a una célula ya diferenciada (de las capas superficiales de la piel, p. ej.) cuando se reprograma hacia una célula madre o viceversa? El esclarecimiento de estas interrogantes, tendrá mucho que decir en la aplicación clínica de este campo de la investigación médica (2). Recolección de células madre para trasplante o infusión Células madre de la sangre periférica: Ya hemos señalado que es la fuente más común de células madre para trasplantes. No se requiere anestesia y se evitan los dolores que ocurren al utilizarse Grases P 273

6 Colección Razetti. Volumen VIII. un trasplante de médula ósea. En general, como las células madre no se encuentran en cantidad suficiente, se recurre a dos procedimientos para incrementar el número de células circulantes: o bien se administra una citosina como es el caso del factor estimulante de colonias de granulocitos (G-CSF por sus siglas en inglés) o, en el caso de utilizarse las células madre del propio paciente, se promueve su movilización mediante una combinación de quimioterapia para tratar la enfermedad subyacente y G-CSF. Una vez logrado el incremento de células madre circulantes, se extraen mediante aféresis, lográndose la separación en cuatro componentes: glóbulos rojos, plasma, glóbulos blancos y plaquetas. Los dos primeros se devuelven al donante (o al paciente) y los dos últimos se reservan porque es donde se encuentran las células madre. Cuando después de 3 ó 4 intentos no se obtienen suficientes células madre, se recomienda desistir y utilizar otro procedimiento. Células madre de la médula ósea: El trasplante se realiza a partir de un donante compatible. Será alogénico (parental o no), o bien un autotrasplante cuando se emplean progenitores hematopoyéticos del propio paciente. La muestra se obtiene con un trocar, bajo anestesia. Antes de realizar el trasplante, habrá pacientes que requerirán un acondicionamiento con dosis altas de quimioterapia asociadas o no Figura 8.2. Células madre sobre la pared de un vaso sanguíneo. Podría tratarse de la circulación sanguínea, incluida la umbilical o de cualquier otro órgano. En la imagen de la derecha, se está completando su circulación. 274 Clemente Heimerdinger A, Briceño-Iragorry L.

7 Células madre. Presente y futuro a radioterapia. Ello tiene como finalidad erradicar la enfermedad a tratar, y en el caso de trasplante alogénico, también para suprimir el sistema inmunológico del receptor y así mitigar el rechazo a las células del donante. Células madre de la sangre del cordón umbilical: Después del parto y antes de la extracción de la placenta, se preparan los recipientes, los tubos y la aguja que contiene el kit. Se interrumpe la circulación del cordón con dos clamps y se secciona completamente en el espacio entre cada uno de ellos. Se desinfecta la superficie del cordón en la zona en donde se introducirá la aguja y ésta se coloca en el interior de la vena umbilical. Se extrae la sangre por gravedad y con la ayuda de suaves masajes del cordón tratando de obtener la mayor cantidad posible. Luego, la bolsa que contiene la sangre se invierte varias veces Figura 8.3. Pautas para la recolección de la muestra de sangre del cordón umbilical. Grases P 275

8 Colección Razetti. Volumen VIII. y con lentitud, a fin de mezclarla con el anticoagulante. Se coloca el código de barras y el formulario de petición y todo ello se introduce a temperatura ambiente en el interior de una caja de porexpán entre dos bolsas de gel. Depende de cada empresa, utilizar otro tipo de caja para transportar la muestra. Se traslada al laboratorio de referencia y allí se aíslan las células madre (nucleadas y con expresión de CD34 en su superficie), se cuentan mediante citometría de flujo y se almacenan en un termo previa congelación lenta y en dos etapas, quedando la muestra colocada en nitrógeno en fase gaseosa a -180º C (4). Consideraciones comunes: Independientemente de la procedencia del trasplante, las células progenitoras hematopoyéticas se administraran como si fuera una transfusión de sangre. En los casos en los cuales se utiliza acondicionamiento, el período de aplasia medular con disminución significativa de las células sanguíneas circulantes, suelen presentarse hemorragias y otras complicaciones. Ello obliga a que los pacientes trasplantados en estas condiciones permanezcan Figura 8.4. Célula madre con antígenos en su superficie. 276 Clemente Heimerdinger A, Briceño-Iragorry L.

9 Células madre. Presente y futuro hospitalizados de 2 a 4 semanas sometidos a rigurosos protocolos de aislamiento, mientras las células hematopoyéticas aniden en el hueso esponjoso y comiencen a proliferar lográndose la restitución progresiva de cada serie, pudiendo entonces cumplir con una recuperación funcional de forma permanente. Si tomamos en cuenta la diversidad de enfermedades que se tratan con estos procedimientos, así como las variantes individuales (edad, estado nutricional, estado evolutivo de la neoplasia, etc.) es previsible que en el curso de la recuperación se presenten infecciones oportunísticas, e inclusive que el paciente no se recupere a tiempo y fallezca. De ahí que estos procedimientos estén reservados a centros bien equipados y con personal médico y auxiliar multidisciplinario y bien entrenado. Tipos de trasplantes Si el donante y el receptor son gemelos idénticos, se utiliza el término singénico para precisar que se trata de una total correspondencia genética. Al no existir diferencias inmunitarias no existe el riesgo de reacciones del huésped contra el injerto (rechazo), ni del injerto contra el huésped. Cuando el receptor es el propio donante, se habla de un autotrasplante, o preferiblemente de una autoinfusión, pues no hay transferencia de tejido de una persona a otra. Cuando el donante es de una misma especie se trata de un alotrasplante o de un trasplante alogénico. Este puede ser parental o no parental. En el parental el grado de compatibilidad es mayor, como es el caso de un hermano o pariente cercano. En el no parental, la compatibilidad es menor y en ambos casos se hacen pruebas de histocompatibilidad (principalmente del sistema HLA). Los datos de los donantes registrados se encuentran en varias bases de datos: BMDW, Fundación Netcord, REDMO y CIBMTR (siglas en inglés) con la finalidad de localizar al donante idóneo. El Bone Marrow Donors Worldwide (BMDW) tiene más de de registros de donantes de médula ósea y de SCU en su base de datos (la suma de más de 60 registros de donantes de médula Grases P 277

10 Colección Razetti. Volumen VIII. ósea de 44 países y 42 Bancos de SCU en 26 países). La Fundación Netcord aglutina los principales bancos de sangre (incluida SCU) de los países más desarrollados. Se estima que de los trasplantes con células madre del SCU, se han realizado con muestras procedentes de Netcord. El REDMO es el registro oficial de donantes de células madre (médula ósea y SCU) de España. En 2009 tiene donantes tipificados y más de unidades de SCU almacenadas. Tiene acceso a la red internacional con registros de de donantes voluntarios y más de unidades de SCU. El Center for Internacional Blood and Marrow Transplant Research (CIBMTR) aglutina a varias organizaciones con liderazgo mundial en este campo, en especial el National Marrow Donor Program (NMDP) con base en Minneapolis (EE.UU). Aplicaciones del trasplante de médula ósea y de células madre de sangre periférica A diferencia de los trasplantes de la sangre de cordón umbilical, de utilización relativamente reciente, los de la médula ósea y de la sangre periférica tienen varias décadas realizándose (5). Se ha acumulado una considerable experiencia en el tratamiento de enfermedades muy diversas que han requerido trasplantes alogénicos y autólogos (es decir para el propio donante) de enfermedades principalmente hematológicas, tumores sólidos y trastornos inmunes. Este es un tema complejo y lleno de matices que obliga a consultar los informes especializados que editan las organizaciones internacionales que se ocupan de estos temas. El Subcomité de acreditación de la European Group for Blood & Marrow Transplantation (EBMT) regularmente presenta informes especiales actualizados (6). Aplicaciones del trasplante de células madre de sangre de cordón umbilical La SCU se ha convertido en una fuente de células madre principalmente hematopoyéticas que ha dado sus frutos en el trasplante de 278 Clemente Heimerdinger A, Briceño-Iragorry L.

11 Células madre. Presente y futuro pacientes con hemopatías, trastornos hereditarios del sistema inmunitario, así como en procesos diversos en los cuales aún no se ha recopilado suficiente experiencia y se está aún a la espera de comprobaciones (7). Además la SCU tiene la notable ventaja de poder disponer de células madre para trasplante autólogo o para la utilización de parientes cercanos dentro del escenario de los bancos privados de cordón. Ya se han realizado más de trasplantes con SCU de los cuales algo más de 100 corresponden a trasplantes autólogos (infusiones con SCU del propio donante) (8). Además, ya se han realizado un número difícil de cuantificar, de trasplantes alogénicos parentales, en su mayoría dentro del marco de bancos privados. El mayor número de los autólogos (45 casos), corresponden a parálisis cerebral incluidos dentro de un ensayo Figura 8.5. Diferenciación de una célula madre embrionada cultivada, desarrollando diferenciación miocárdica con capacidad contráctil. Grases P 279

12 Colección Razetti. Volumen VIII. clínico que lleva a cabo la Universidad de Duke, en Durham, Carolina del Norte. Le siguen en frecuencia casos de diabetes tipo I como parte de un programa de investigación realizado en la Universidad de Florida en Gainesville, Florida (9). Hay otros 10 pacientes con tumores del sistema nervioso, la mitad de los cuales son neuroblastomas. También se han logrado resultados satisfactorios en casos con anemia aplástica y dentro del grupo de tumores hematopoyéticos, hay un niño con leucemia linfoblástica aguda con diseminación meníngea, que fue tratado con células madre congeladas provenientes de su propio cordón umbilical, el cual ya ha sobrevivido dos años (10). El remanente está constituido por causas variadas. La primera constatación de que las células madre de SCU podían utilizarse para el tratamiento de enfermedades en el humano, fue publicada por la Dra. E. Gluckman y su grupo de la Unidad de Trasplantes de médula ósea del Hospital San Louis de Paris, en la prestigiosa revista The New England Journal of Medicine en el año 1989 (11). Resultó de una donación de sangre de cordón de un recién-nacido a su hermano con anemia de Fanconi. A partir de esa contribución pionera, se han logrado significativas mejoras técnicas principalmente en la obtención, preservación y asignación de las células en cuestión (12,13). Genéricamente se habla de bancos de cordón. No cabe la menor duda de que de los más de trasplantes que se han realizado utilizando esta fuente, ha habido muchos pacientes que se han beneficiado. Está por demostrarse el beneficio previsible de los autotrasplantes de células madre proveniente del cordón umbilical, aunque parece útil. Por otra parte hay estudios internacionales que sugieren que el trasplante alogénico con sangre de cordón está emergiendo como la opción más valedera para pacientes pediátricos con enfermedades hematopoyéticas malignas, ya que confiere una sobrevida y una evolución libre de enfermedad más prolongadas, al compararlas con el trasplante de médula ósea (14). La mejor respuesta terapéutica se ha logrado en leucemias mieloides y linfoides (agudas y crónicas), en síndromes mielodisplásicos y linfoproliferativos, en anemias congénitas graves y en enfermedades genéticas como las 280 Clemente Heimerdinger A, Briceño-Iragorry L.

13 Células madre. Presente y futuro inmunodeficiencias. La organización de registros internacionales al margen de la ya mencionada Fundación Netcord, se encargan de recolectar información sobre el seguimiento de pacientes tratados con sangre del cordón umbilical. Eurocord (15) y CIBMTR (16), trabajan coordinadamente en ese empeño. Incluyen los registros de 180 centros de trasplantes en 35 países europeos y no europeos. La legislación vigente en España, en concordancia con normas que se han aplicado exitosamente en materia de trasplantes de órganos, establece que nadie está en condiciones de reservarse para uso propio (o familiar) el tejido o muestra celular para recibirlo cuando sea necesario. En esta materia hay una intención altruista (solidaria) que impide que las muestras de un banco privado, disfruten de la condición de exclusividad. Es por ello que este tipo de bancos tienen que recurrir a laboratorios en el extranjero para la criopreservación y almacenaje de las células madre. Para cubrir la necesidad de atender a la población general, se han creado bancos públicos en Madrid, Barcelona, Galicia, Valencia, Málaga, Tenerife y Asturias. Se han registrado unas muestras de SCU y se espera llegar a dentro de unos cuatro años para cubrir las necesidades de toda la población española. Existen rigurosos protocolos con el soporte de técnicas de primera línea y una supervisión médica de gran calidad. Las muestras se reciben con mayor prontitud por razones de proximidad geográfica y toda la información ya codificada se incorpora a varias redes de datos, entre otras: REDMO, Fundación Netcord, NMPD y BMDP. Aunque no todos los centros utilizan todos los registros, ello constituye una herramienta para que se conozca con precisión los datos que hacen que el órgano de un donante, en este caso las células madres provenientes de la SCU, tengan el máximo de compatibilidad con las del receptor. Forzosamente, y aún siendo público, el procedimiento también tiene un costo (que cubre la Seguridad Social) y en el caso de la SCU se ha estimado en un promedio de Euros por procedimiento. Cabría advertir que al incorporarse a un sistema de registro nacional, podría ser que un determinado paciente, sea ubicado Grases P 281

14 Colección Razetti. Volumen VIII. en una lista de espera. En España hay algo más de una docena de empresas que funcionan como bancos privados. Se encargan de recibir y enviar a los laboratorios del exterior las muestras con las precauciones de rigor para que lleguen a destino por vía aérea lo antes posible. Los laboratorios se encuentran en países diversos de Europa (Alemania, Bélgica, Holanda, Gran Bretaña, Polonia, Suiza y Portugal) y una vez procesadas y congeladas, quedan a la disposición de las familias que han contratado el servicio. Complicaciones Cuando se realiza un trasplante de células madre pueden ocurrir complicaciones derivadas del proceso de acondicionamiento (citotoxicidad, infecciones, etc.), o derivadas de una reacción injerto contra huésped, aguda o crónica. Para mitigar lo primero hay que extremar las medidas de aislamiento a no ser que se recurra a la modalidad de trasplante de intensidad reducida (también conocida como trasplante no ablativo o minitrasplante ), en la cual puede utilizarse régimen ambulatorio. En el caso de que se produzcan infecciones oportunísticas, reacción injerto contra huésped, o a la inversa, del huésped contra el injerto, hay numerosos fármacos disponibles. Para mitigar la reacción injerto contra huésped habría que considerar aquí el papel de la disminución de linfocitos T, sea en muestras de médula o de sangre, para reducir al mínimo el riesgo y gravedad de esta complicación. En cualquier caso pueden complementarse las medidas terapéuticas con alimentación parenteral a fin de asegurar un nivel nutritivo adecuado. Estas consideraciones generales deben complementarse con la incidencia de otras variables, como es el caso de la edad, tipo de enfermedad, tiempo de hospitalización, régimen de controles, etc. Todo esto podría resumirse, afirmando que el desideratum de los trasplantes de células madre hematopoyéticas consiste en la elección del tipo de trasplante más idóneo en cada caso, procurar el mayor grado de compatibilidad, minimizar o evitar las complicaciones que pueden presentarse, disponer de la medicación indicada para tratarlas y, muy especialmente, lograr que las células madre se implanten y repliquen 282 Clemente Heimerdinger A, Briceño-Iragorry L.

15 Células madre. Presente y futuro en su nuevo hábitat, logrando de esa manera dotar efectivamente al receptor con la población celular hematopoyética. Ello permitirá tratar o paliar enfermedades de la sangre, enfermedades metabólicas hereditarias, trastornos del sistema inmunitario y continuar en el empeño de complementar el tratamiento de algunos tumores sólidos. Qué nos depara el futuro? Para el futuro están planteados retos significativos en diversos campos: Generalidades En primer lugar consolidar y mejorar todo aquello que ya se ha logrado hasta ahora con las células madre de estirpe hematopoyético. Dar apoyo y facilitar el acceso a las bases de datos que han logrado organizaciones diversas, mejorar la dotación de los centros en donde se realizan estos procedimientos, investigar en el campo de la farmacología para encontrar medicamentos más efectivos y mantener informados a los médicos no especialistas de los avances en este campo. Sensibilizar a los obstetras de los beneficios que aporta la disponibilidad de muestras de SCU. Dedicar especial empeño en buscar formas para conseguir la replicación in vitro (17). La International Stem Cell Corporation en Oceanside, California (18), está produciendo factores de crecimiento para comercializarlos y de esa forma lograr la replicación de células madre. También convendría procurar mayor cantidad de células estaminales presentes en el parénquima esponjoso de la placenta como complemento de la obtención de sangre por punción de la vena umbilical. También son necesarios avances en la criopreservación de las muestras y, con el correr del tiempo, precisar que efecto tiene la congelación y cuantos años pueden almacenarse las muestras congeladas manteniendo todo su potencial. Hasta ahora se ha comprobado que al final de 15 años las células madre congeladas mantienen la viabilidad y logran ser trasplantadas exitosamente (19). Los mismos autores, en el año 2008 presentaron en un congreso internacional similares resultados al final Grases P 283

16 Colección Razetti. Volumen VIII. de 21 años de criopreservación (20). Con el paso del tiempo, será posible también valorar el resultado de las autoinfusiones o de los alotrasplantes parentales cuando se utilicen las muestras almacenadas que los donantes vayan requiriendo, principalmente en régimen privado. En marzo de 2008 se presentaron cuadros comparativos (de sobrevida vinculada a la enfermedad) que demuestran que los resultados de las infusiones de células madre del mismo donante o de sus familiares, son superiores a los alotrasplantes no parentales. Aunque los resultados estén sujetos a comprobación en espera de mayor número de casos, la tendencia es clara (21). Continuar en la investigación de la capacidad que tienen las células madre para diferenciarse en otros tipos celulares. Reversión de células adultas en células madre. Ya se ha logrado la obtención de células madre pluripotenciales en humanos a partir de la modificación transgénica de varias células somáticas adultas. Ello viene a complementar la utilización de técnicas a partir de la masa celular interna del blastocisto, a partir de células germinales primitivas, de la partenogénesis de ovocitos y también utilizando espermatogonias maduras. El problema reside en encontrar la forma de lograr la estabilidad genética y epigenética de las células madre replicadas in vitro (22-24). Temas específicos Envejecimiento. Es evidente que existe una disminución gradual de la capacidad regenerativa de estructuras tisulares diversas como consecuencia del envejecimiento. Los más recientes progresos de la transferencia nuclear de células somáticas adultas y la aplicación de técnicas para la inducción pluripotencial de células madre en humanos, permite crear líneas celulares genéticamente idénticas a las del receptor. Una vez que los protocolos de diferenciación y las condiciones del cultivo se definan y optimicen, podrán obtenerse células madre pluripotentes y compatibles dirigidas a la producción de cualquier tipo celular del organismo humano (25). Resulta esencial que esas células madre estén libres de patógenos y se logren técnicas de diferenciación fiables y efectivas. 284 Clemente Heimerdinger A, Briceño-Iragorry L.

17 Células madre. Presente y futuro Miocardio. La terapia con células madre ofrece buenas perspectivas para la regeneración de tejido vascular y muscular dañado como consecuencia de un infarto (26,27). Hay varias células madre con potencial para lograrlo: por una parte las de origen embrionario, por otra, las células madre cardíacas (cardiomiocitos), las adultas de la médula ósea (incluidas las mesenquimales) y las células progenitoras del endotelio que culminan su diferenciación formando el revestimiento endotelial de los vasos. La replicación de los cardiomiocitos endógenos intervienen en el proceso reparativo conjuntamente con las células madre sanguíneas. En cualquier caso se trata de un fenómeno biológico con capacidad limitada (28). Finalmente, cabe tomar en cuenta las células madre presentes en la sangre del cordón umbilical las cuales han demostrado su potencial para regenerar músculo cardíaco (29). La mayor parte de toda esta evidencia se ha logrado en modelos experimentales en animales de laboratorio pequeños y sólo recientemente en animales grandes (30). Recientemente, la Dra. Doris Taylor de la Universidad de Minnesota, conjuntamente con Harald Ott, lograron en un corazón de un ratón sacrificado, eliminar todas las células cardíacas con un detergente (descelularización), dejando un estroma gelatinoso, al cual se le perfundieron cardiomiocitos que restituyeron la capacidad contráctil del órgano en una semana (31) (Figura 8.6). Los estudios en humanos son preliminares, aunque ofrecen perspectivas promisorias (32-34). La empresa Vescell (California, EE.UU), ya ha iniciado el tratamiento de cardiópatas humanos utilizando protocolos que aún no han sido aprobados por la Food and Drug Administration de EE.UU (35). Los pacientes son hospitalizados en Bangkok (Tailandia) y allí se les valora y extrae una muestra de 250 ml de sangre que es enviada a sus laboratorios en Israel, en donde se aíslan las células madre y se replican pasando de a Estas células son reenviadas unos 5 días después de la llegada de la muestra al hospital en donde se encuentra el paciente, implantándose en una o varias de las arterias coronarias o inyectadas directamente en el miocardio, dependiendo del diagnóstico de ingreso (Figura 8.7). Grases P 285

18 Colección Razetti. Volumen VIII. Figura 8.6. Corazón de ratón sacrificado y descelularizado con un detergente, dejando sólo un estroma gelatinoso. Luego, perfusión de cardiomiocitos lográndose la restitución de la capacidad contráctil. Figura 8.7. Empresa Vesscell (California-Estados Unidos). 286 Clemente Heimerdinger A, Briceño-Iragorry L.

19 Células madre. Presente y futuro Diabetes. Ha sido posible desarrollar células productoras de insulina (similares a las células beta de los islotes pancreáticos) a partir de células embrionarias (36). Estas células expresan proteínas que responden a niveles altos de glucosa. La importancia de este hallazgo reside en la posibilidad de tratar las formas de diabetes que se caracterizan por una disfunción y disminución del número de células beta de los islotes (37). Experimentalmente se ha logrado que las células madre de SCU debidamente estimuladas se diferencien en células productoras de insulina in vivo, capaces de corregir la hiperglicemia al ser trasplantadas en un ratón con diabetes inducida por estreptozotocina (38). Recientemente se ha logrado un paso esencial para la generación de progenitores pancreáticos a partir de células madre embrionarias. Se trata de la expresión de Pdx1 involucrado en la producción de todos los tipos de células pancreáticas. Ello es posible gracias al alto contenido de una pequeña molécula (indolactam V) que induce la diferenciación en un número sustancial de células que expresan Pdx1. La generación de esta población celular se considera un paso esencial para la generación de células beta (39). Un grupo de investigadores de las universidades de Northwestern en Chicago y de Sao Paolo, publicaron los resultados de una veintena de enfermos con diabetes tipo 1 tratados favorablemente con células madre de médula ósea (40). Se trata de resultados preliminares sujetos a confirmación con ensayos clínicos aleatorios y más estudios biológicos para confirmar la utilidad de esta terapia. En la Universidad de Florida se están llevando a cabo dos ensayos clínicos con infusión de células madres de SCU con la finalidad de revertir la hiperglicemia en niños con iniciación reciente de diabetes tipo 1. Las conclusiones están pendientes de completar los controles (41). Hígado. Se han identificado numerosos tipos celulares con potencial de diferenciación dando lugar a hepatocitos capaces de replicarse in vitro o in vivo. Tanto las células madre embrionarias de roedores o de humanos, como las células madre con potencial hematopoyético de la médula ósea o de la sangre de cordón umbilical Grases P 287

20 Colección Razetti. Volumen VIII. SCU, así como las células madre mesenquimales o las células progenitoras hepáticas fetales o adultas, han demostrado su capacidad de autoregenerarse (42,43). Estas células pueden reponer el hígado dañado en modelos experimentales, pero en cambio, aún existen limitaciones importantes para ser aplicadas en el humano. Se han utilizado trasplantes de células madre en humanos con hepatopatías, pero sólo se trata de ensayos en fase 1. Habrá que esperar el resultado y resolver las limitaciones que confronta la aplicación de estas terapias. Sistema nervioso. El papel de las células madre en la regeneración del tejido nervioso ha sido estudiado en enfermedades diversas. Existe evidencia experimental de que las células madre de origen diverso son capaces de diferenciarse en diferentes tipos celulares del tejido nervioso. De esa manera se ha diversificado el potencial para tratar a la enfermedad de Parkinson (44), la enfermedad de Alzheimer (45), la esclerosis lateral amiotrófica (46) y también en pacientes con daño cerebral isquémico (47). La capacidad adicional de formar nuevos vasos sanguíneos se ha intentado aplicar en infartos cerebrales. La inyección de células madre del cordón umbilical ha demostrado efectos prometedores en la mejoría de la movilidad de ratas con la médula espinal dañada (48,49). Ello es debido a la diferenciación oligodendrocítica con capacidad de producir vainas de mielina. De hecho ya están previstos ensayos clínicos en humanos con la intención de restituir la continuidad de la médula espinal (29) y está planteada la utilización de células madre propias del tejido nervioso, residentes en la médula espinal con la misma finalidad (50). Se ha publicado un caso de una mujer de 37 años con una lesión traumática de la médula espinal, quien mejoró el sensorio y la motilidad después de ser tratada con células madre de SCU (51). - Enfermedades autoinmunes. Se ha intentado el tratamiento de enfermedades autoinmunes con trasplantes de células madre provenientes de sangre periférica y de médula ósea. Incluye pacientes con esclerosis sistémica, artritis juvenil idiopática, lupus eritematoso sistémico, artritis reumatoide, así como pacientes con vasculitis resistentes al tratamiento convencional (granulomatosis 288 Clemente Heimerdinger A, Briceño-Iragorry L.

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