Utilidad de las células progenitoras en la cardiopatía isquémica

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1 Capítulo 36 Utilidad de las células progenitoras en la cardiopatía isquémica Dra. Pilar Jiménez Quevedo Médico especialista en Cardiología. Unidad de Hemodinámica y Cardiología Intervencionista del Hospital Clínico San Carlos, Madrid Introducción a las células progenitoras en la cardiopatía isquémica Las enfermedades cardiovasculares constituyen la primera causa de mortalidad en los países desarrollados. A pesar de la intensa investigación biomédica y del continuo avance en los tratamientos para las enfermedades cardíacas, existe un grupo de pacientes para los cuales no se dispone de ninguna opción terapéutica para aliviar sus síntomas y mejorar su calidad de vida. Desde hace años sabemos que existen varios órganos en el cuerpo humano con capacidad de regeneración, es decir, con capacidad de recuperarse ante una pérdida importante de las células que lo componen. Entre estos órganos con capacidad de regeneración se encuentra, por ejemplo, la piel. Es fácil observar cómo, tras una herida, poco a poco la piel va creciendo hasta cubrir totalmente la zona dañada. Esto es posible porque existen unas células en la piel que son capaces de dividirse y formar nuevas células para reemplazar a las que se han perdido o dañado. Este hecho también sucede en otros órganos o sistemas del cuerpo humano. Otro ejemplo sería la sangre; en diversas situaciones perdemos una cantidad importante de sangre y desarrollamos anemia, es decir, una disminución de los glóbulos rojos de la sangre. Si la causa que lo provocó desaparece, somos capaces en un intervalo corto de tiempo de volver a formar nuevos glóbulos rojos. Las células que pueden realizar dicha acción se encuentran en la médula ósea. Lamentablemente, en el caso del corazón es diferente. Hasta hace unos años se pensaba que éste era un órgano incapaz de regenerarse, es decir, que ninguna célula del organismo fuera del período embrionario es capaz de crear una célula cardíaca. Se pensaba que nacíamos con un número constante de células en el corazón y que ante la pérdida, eran irreemplazables. Así, tras enfermedades como el infarto agudo de miocardio, en las que existe una pérdida importante de las células cardíacas, éstas son sustituidas por una cicatriz que es incapaz de volver a funcionar y, por tanto, esa zona afectada no se recupera. Sin embargo, estudios científicos recientes demuestran que el corazón tiene una capacidad, aunque muy limitada, de regeneración, o bien mediante células madre que residen en el mismo corazón, o bien por medio de las células madre de otras localizaciones que migran hacia la zona dañada del corazón e intentan regenerarlo. A partir de este descubrimiento, científicos de todo el mundo han centrado sus investigaciones en descubrir de dónde vienen esas células y cómo podemos obtenerlas para conseguir una reparación global del corazón, es decir, éste fue el comienzo de una nueva línea de tratamiento: la terapia de regeneración cardíaca. Las células madre El cuerpo humano es el producto de la unión entre dos células: un óvulo y un espermatozoide. Ambas células fusionan 327

2 libro de la salud cardiovascular Figura 1. Corazón que ha sufrido un infarto agudo de miocardio A A: Corte transversal de un corazón que ha sufrido un infarto agudo de miocardio. La zona entre las marcas está adelgazada y es muy diferente del resto del tejido normal. B: Corte histológico del corazón en el borde de un infarto de miocardio. En la zona superior izquierda se observa el tejido de un corazón normal; en verde brillante (flechas) se representa el tejido cardíaco normal. En el panel inferior derecho se observa la ausencia de células cardíacas normales, lo que constituye una cicatriz. Fuente: elaboración propia, basado en Beltrami et al. «Adult cardiac stem cells are multipotent and support myocardial regeneration». Cell 114, núm. 6 (2003): su material genético formando una única célula que da comienzo a una nueva vida. Inmediatamente después de la fusión de ambas células empieza una división celular. Gracias a la capacidad de estas células de poder dividirse y formar otras, así como de ir evolucionando hasta generar un célula madura que pueda formar parte de un tejido (diferenciarse), se van formando los diferentes órganos que componen un individuo adulto. Estas dos características son las que definen principalmente a una célula madre. Así, por ejemplo, una célula madre que se haya convertido en una célula cardíaca (un cardiomiocito) debe adquirir el aspecto normal de dichas células y ser capaz de contraerse y bombear la sangre, que es la función fundamental del corazón. Existen dos tipos fundamentales de células madre: las embrionarias y las adultas. Las células madre que acabamos de describir constituyen las células madre embrionarias y sólo las podemos encontrar durante el período de gestación. Estas células tienen una característica esencial: son células que pueden formar cualquier tipo de tejido u órgano del cuerpo. Una vez que estas células maduran, se han formado todos los tejidos y nacemos, en condiciones normales ya no existe esta clase de células en el organismo. En el cuerpo humano adulto encontramos otro tipo de B células que denominamos células madre adultas, las cuales cumplen la definición de célula madre; sin embargo, están algo más dirigidas, ya que no pueden transformarse en cualquier clase de célula madura sino que sólo pueden dar lugar a cierto tipo de tejidos. Estas células madre adultas tienen la gran ventaja de no provocar rechazo ya que al ser del mismo organismo no son reconocidas como células extrañas. Dónde encontrar las células madre Las células madre embrionarias sólo se encuentran mientras se está formando el embrión. Actualmente, la utilización de células madre embrionarias para el tratamiento de las enfermedades del corazón está limitada por varias razones. En primer lugar, por motivos éticos y legislativos. En algunos países, el empleo de embriones para la investigación está prohibido por ley. En segundo lugar, existe el riesgo de que al ser administradas en el corazón, al tratarse de células muy inmaduras, tengan un crecimiento incontrolado y formen tumores (teratomas cardíacos). En tercer lugar, al ser un trasplante de células de otro organismo, se necesita la administración de un tratamiento que debilite el sistema inmune (inmunosupresor) para evitar que el organismo receptor genere una reacción inmune de rechazo. Muy recientemente ha surgido una línea de investigación que consiste en obtener, mediante manipulación genética, células embrionarias a partir de células adultas, evitando así la necesidad de manipular embriones. Estos experimentos, aunque muy esperanzadores, están en su primera fase, por lo que tendremos que esperar años hasta poder estudiar sus aplicaciones en humanos. El segundo tipo de células madre son las células madre adultas. Estas células forman parte de múltiples tejidos en el ser humano maduro, como la médula ósea, la piel, el cerebro, el músculo esquelético y la sangre. Una de las grandes ventajas del uso de esta clase de células es que la posibilidad de rechazo es inexistente debido a que se utilizan células del propio cuerpo. Hasta la fecha, el tratamiento con células madre se ha centrado fundamentalmente en dos líneas: por un lado, en regenerar células cardíacas (cardiomiocitos) tras un infarto agudo de miocardio y, por otro, en la creación de nuevos vasos sanguíneos que lleven sangre a territorios del corazón para compensar aquellas arterias que se han ocluido. Para ello se han utilizado diferentes tipos celulares de diverso origen, como las células madre procedentes de la médula ósea, los mioblastos del músculo esquelético, las células madre del tejido graso y las células madre cardíacas. 328

3 Utilidad de las celulas progenitoras en la cardiopatía isquémica Células madre derivadas de la médula ósea La médula ósea es un órgano que se localiza en el interior de los huesos y en el cual existen diferentes tipos de células, la mayoría encargadas de regenerar los componentes normales de la sangre. Intensas investigaciones en el laboratorio han llegado a la conclusión de que en la médula ósea también se encuentran células madre capaces de reparar y/o formar nuevos vasos sanguíneos, y un determinado tipo celular podría incluso formar una célula cardíaca adulta. Así, estas células se han empleado ampliamente en diversos estudios. Mioblastos del músculo esquelético Los mioblastos son células que se encuentran en el músculo esquelético, es decir, el músculo que rodea los huesos y que mueve las diferentes partes del cuerpo. En condiciones normales se encargan de regenerar la pérdida de células musculares. Las células del músculo esquelético presentan ciertas similitudes con las células del corazón. La semejanza fundamental radica en que ambos tipos de células tienen la capacidad de contraerse y en esto se basaron los investigadores para tratar las cicatrices en el corazón mediante la inyección de este tipo de células. Células madre del tejido graso Se ha descubierto que en el tejido graso existen células madre capaces de transformarse en células cardíacas y en células que forman vasos sanguíneos. Tienen como principal ventaja su fácil obtención mediante una liposucción. Células madre cardíacas Recientemente se han descubierto células madre en el propio corazón. Estas células son muy escasas y se desconoce su origen. Algunos investigadores creen que provienen de otros órganos del cuerpo y que han migrado al corazón; otros autores piensan que son células que siempre han estado en el corazón desde su creación durante la gestación. La investigación con este tipo de células está todavía en las primeras fases debido a que son un tipo de célula complejo de obtener. Modos de administración de las células madre para el tratamiento de enfermedades cardíacas Existen varios métodos de administración de las células madre: de forma intravenosa, durante una operación de corazón o mediante un cateterismo. A continuación se Figura 2. Características fundamentales de las células madre A. PROLIFERACIÓN B. DIFERENCIACIÓN A: Proliferación: capacidad de dividirse y formar nuevas células idénticas. B: Diferenciación: capacidad de evolucionar y cambiar hasta formar una célula madura. explican más detalladamente las diferentes modalidades de administración: Vía intravenosa: es el método más sencillo. Las células madre se administran a través de una vena del brazo como cualquier fármaco intravenoso convencional. La gran desventaja de este método es que la gran mayoría de las células que se administran se va quedando en otros lugares y sólo unas pocas llegan al corazón. La vía quirúrgica: en aquellos pacientes que tengan que someterse a una cirugía cardíaca, se puede aprovechar el acto quirúrgico para inyectar las células directamente con una aguja en la zona que se desee tratar. La gran ventaja consiste en que se visualiza perfectamente la zona dañada y se inyectan las células directamente en ella. Otras formas de administración tienen en común que se realizan mediante un cateterismo cardíaco, que consiste en insertar un tubo o catéter a través de la arteria femoral en la ingle y avanzarlo por la arteria aorta hasta llegar al corazón. La gran ventaja de esta modalidad consiste en que no se precisa anestesia general, simplemente se utiliza anestesia local en la zona de punción. 329

4 libro de la salud cardiovascular Figura 3. Diferentes vías de administración de las células madre Arteria coronaria Catéter LAD= Coronaria descendente anterior Intravenosa Intracoronaria Quirúrgica A B C. 1 C. 2 A) Vía intravenosa y vía intracoronaria. B) Vía quirúrgica. C) Vía transendocárdica: C.1) catéter para la inyección de las células; posee en el extremo distal una fina aguja (flecha); C.2) imagen radiológica que muestra la inyección de las células a un paciente con enfermedad cardíaca. Fuente (figura A): Strauer B. E., y R. Kornowski «Stem cell Therapy in perspective». Circulation 107, núm. 7 (2003): Vía intracoronaria: la administración de las células madre se realiza mediante un catéter que llega desde la pierna (arteria femoral) hasta las arterias del corazón (arterias coronarias) y que permite administrar directamente las células en la coronaria que riega el territorio dañado. La principal ventaja de esta vía de administración es su fácil aplicación. Ésta ha sido la vía más utilizada para el tratamiento con células después del infarto agudo de miocardio. 330

5 Utilidad de las celulas progenitoras en la cardiopatía isquémica Vía transendocárdica: en esta vía el procedimiento se efectúa mediante la inserción de un catéter a través de la arteria aorta hasta llegar directamente al corazón (cavidad ventricular). En el extremo distal de este catéter se encuentra una aguja extensible mediante la cual se administran las células directamente en el músculo cardíaco enfermo. Conocimientos hasta la actualidad En general, todos los estudios que se han llevado a cabo con células madre para el tratamiento de las enfermedades cardíacas han llegado a la misma conclusión: dicho tratamiento es seguro. Concretamente en el caso de la administración de células madre en los primeros días tras padecer un infarto agudo de miocardio, las células más empleadas han sido las procedentes de médula ósea y se han administrado básicamente de forma intracoronaria. En estos estudios realizados con un número moderado de pacientes se ha demostrado que la administración de células madre parece mejorar los parámetros de función cardíaca, aunque los beneficios obtenidos hasta ahora son modestos. Por otro lado, en aquellos pacientes con una cicatriz en el corazón debida a un infarto de miocardio antiguo, las células más utilizadas han sido los mioblastos, y la administración ha tenido lugar mayoritariamente durante la cirugía cardíaca. En este tipo de situaciones, los estudios son escasos y con un número muy pequeño de pacientes. Por tanto, por ahora no es posible llegar a conclusiones definitivas con respecto a la eficacia del tratamiento. Por último, en el caso del tratamiento con células madre para pacientes con falta de riego por oclusión de las arterias del corazón, de nuevo, los estudios que se han llevado a cabo son escasos y muestran que la administración de células madre parece mejorar los síntomas y la calidad de vida de los pacientes. Consultas más frecuentes Puede un paciente con enfermedad cardíaca tratarse con células madre? No toda enfermedad cardíaca puede tratarse con células madre. Actualmente, este tratamiento está restringido a ciertas enfermedades cardíacas, siempre que no exista otra alternativa terapéutica más eficaz. El tratamiento con células madre está disponible en cualquier hospital? No, sólo algunos hospitales en España pueden ofrecer dicho tratamiento, y dado que todavía no es un tratamiento estándar, los pacientes únicamente pueden recibirlo si están incluidos en un protocolo de investigación. Es seguro el tratamiento con células madre? Puede resultar perjudicial? Todos los estudios muestran que el tratamiento con células madre es seguro y que no resulta perjudicial para el paciente. De esta forma, tras la administración de las células, el enfermo puede mejorar su situación o seguir igual, pero nunca empeorar. Existe la posibilidad de rechazar las células? La posibilidad de rechazo inmune es inexistente mientras se utilicen células procedentes del propio organismo, ya que nunca van a ser reconocidas como extrañas. Así, no es necesario tomar medicamentos contra el rechazo de por vida. Puede mejorar un paciente si se trata con células madre? En este momento no se dispone de información definitiva de que el tratamiento con células madre sea efectivo. Hasta la fecha parece que podría serlo; sin embargo, la mejoría es pequeña y sólo se observa con determinadas células y en grupos de pacientes concretos, por lo que se necesitan más investigaciones para demostrarlo. Glosario Anemia: enfermedad de la sangre que se debe a una alteración de la composición sanguínea. Está determinada por una disminución del número de eritrocitos que condiciona una concentración baja de hemoglobina. Arterias coronarias: arterias que llevan la sangre al corazón. Catéter: tubo delgado y flexible que se introduce dentro de los vasos sanguíneos para realizar pruebas diagnósticas y terapéuticas. Para que su introducción en la corriente sanguínea no sea dolorosa se aplica anestesia local. Célula madre: célula capaz de dividirse y transformarse en otras células. Infarto de miocardio: muerte de una parte del corazón debido a que no le llega sangre. Se produce por la obstrucción total de una arteria del corazón por un coágulo. Inmunosupresor: tratamiento que se administra para debilitar el sistema inmunológico y evitar el rechazo inmunológico. Liposucción: operación que consiste en la extracción de la grasa. Rechazo inmunológico: reacción del sistema inmune de un paciente contra un órgano trasplantado que proviene de otro paciente. Regeneración: capacidad de un órgano para repararse. 331

6 libro de la salud cardiovascular Bibliografía Kipshidze, N. N., y P. W. Serruys, eds. Handbook of cardiovascular cell transplantation. Londres: Taylor & Francis Group, MedlinePlus. Enciclopedia médica en español. Células madres. (Fecha de consulta: 28/11/08.) Perin, E., G. Silva, y J. T. Willerson, eds. An essential guide to cardiac cell therapy. Londres: Informa Healthcare, Texas Heart Institute. «Información básica sobre las células madre». Esp/Informacion_basica.cfm. (Fecha de consulta: 28/11/08.) Zipes, D. P., P. Libby, R. O. Bonow, y E. Braunwald. Braunwald. Tratado de cardiología. 7.ª ed. Barcelona: Elsevier España, Resumen El tratamiento con células madre ofrece la oportunidad de tratar enfermedades cardíacas que hasta la fecha eran incurables. Sin embargo, aunque la idea es muy prometedora, por el momento sólo puede afirmarse que la administración de células madre al corazón es segura y parece que podría ser efectiva. Las investigaciones realizadas son escasas, y se necesitan estudios más amplios para confirmar la eficacia de este tratamiento. Además, existen numerosas enfermedades, múltiples tipos de células madre y diferentes vías de administración de las que desconocemos cuál sería la más adecuada para cada tipo de paciente. Nos encontramos en los comienzos de una línea de investigación muy prometedora en la que todavía queda mucho por investigar y descubrir. 332