Sanar desde el propio cuerpo
Quizás el campo de acción más revolucionario para las ciencias médicas del futuro, y que ya se está gestando hoy, sea el de la medicina regenerativa. También llamada ingeniería de tejidos. Incluye aspectos de la biología, medicina, e ingeniería.
Así por ejemplo, el corazón es uno de los órganos en el que la medicina regenerativa está trabajando. Esta vital bomba natural del cuerpo está compuesta de cuatro billones de células que en un adulto, tienen un reducido poder de regeneración. Después de una falla cardiaca por ejemplo, cerca de un billón de células muere; y hay un corto periodo de tiempo en el que antes de morir las células emiten señales químicas para que las sanas se multipliquen en una suerte de cicatrización del músculo cardiaco. Pero este efecto dura solo una semana. Considerando esto y el hecho de que el corazón renueva por año sólo el uno por ciento de sus células (renovación considerablemente inferior a la que ocurre con las células de la piel y de los intestinos) el doctor Roberto Bolli, jefe de Medicina Cardiovascular de la Universidad de Louisville en Kentucky, Estados Unidos, comenzó hace más de 8 años a analizar el caso de 20 pacientes con fallas cardiacas o que habían sufrido infarto de miocardio. El primer ensayo clínico lo realizó con dos pacientes originarios de Louisville, con afecciones cardiacas (miocardiopatías isquémicas). Los pacientes, ni siquiera podían subir una escalera porque se quedaban sin aire.
El doctor Bolli, logró extraer tejido cardiaco a través de cirugías de bypass, cultivar células madre cardiacas en su laboratorio y luego inyectarlas con determinada proteína directamente a la arteria coronaria. Luego de este tratamiento, la capacidad de bombeo del corazón (su fracción de eyección) se incrementó cerca del ocho por ciento mientras que los pacientes que siguieron terapia de beta bloqueantes y diuréticos mejoraron el 0,1 por ciento.
Más allá de su novedad, una de las ventajas de este tratamiento es que no se presenta rechazo ya que las células son del propio paciente y además esta regeneración permite que haya menos porcentaje de tejido cicatrizado que se va cambiando por tejido nuevo y saludable. También se ha experimentado con células provenientes de médula ósea y con células de donante y los científicos han concluido que los pacientes de mayor edad se beneficiarían con células de donantes jóvenes más que con sus propias células. Las células cardiacas de personas más jóvenes favorecerían la formación de nuevos tejidos cardiacos y reducirían las cicatrices que quedan en el corazón luego de un ataque cardiaco, cicatrices que hacen que el corazón pierda eficiencia en su funcionamiento.
Es un tratamiento complejo y del que todavía existen muchos interrogantes por responder, el proceso de extraer tejido cardiaco, ubicar las células especiales que tienen capacidad de multiplicarse, cultivarlas y luego inyectarlas directamente al corazón del paciente es oneroso y delicado. Aun así, según el doctor Bolli, esta terapia regenerativa sería menos costosa que un trasplante de corazón o un dispositivo de asistencia ventricular. Sin duda, los buenos resultados que se están obteniendo abren un inmenso campo de acción.
En la misma línea de investigación, otros científicos lograron un proceso para generar tejido cardiaco en forma tridimensional, esto les permitiría a las células organizarse y formar tejido.
El investigador Martin Kolewe; del MIT Institute of Medical Engineering and Science explica que los tejidos cardiacos presentan una arquitectura multiescala y forman fibras multicelulares que crean láminas de tejido.
Tomando ideas de la industria microelectrónica, Kolewe y Lisa Freed del Draper Laboratory han logrado hacer finas láminas de polímeros llamadas biogomas. A partir de células de roedores conformaron tejido de manera que éste respondiera a estimulación eléctrica, imitando la propiedad del corazón llamada anisotropía. Los investigadores tienen todavía que generar una red vascular que mantenga vivo ese tejido y que pueda llevar a cabo funciones especializadas.
Con este estudio tienen una idea más acabada de cómo se alinean las células y se forman los tejidos. Freed y Kolewe trasplantarán este tejido a roedores para ver cómo responde lo injertado luego de una falla cardiaca.
Asimismo, una de las áreas que más se revolucionaría con este tipo de adelantos es la de trasplantes renales.
Investigadores del Massachussets General Hospital en Boston, crearon un riñón artificial de rata que luego de trasplantado produce un 18 por ciento de orina.
El equipo de científicos tomó un riñón y lo vació de sus células –literalmente lavando las células vivas-, dejando sólo su estructura para ser reconstruido con nuevas células. Así, la matriz de colágeno original del órgano se usa como andamio y se puebla de nuevas células renales de ratones recién nacidos, se lo deja en un bioreactor con oxígeno y nutrientes, y sorprendentemente comenzó a funcionar. Pudieron también conservar la red de proteínas con la compleja red de vasos sanguíneos y conductos de drenaje.
El jefe de la investigación, el doctor Harald Ott especialista en cirugía, sostiene que “aunque solo sirva para restaurar una pequeña parte del funcionamiento normal renal, esto podría ser suficiente en caso de pacientes bajo hemodiálisis, y que aunque el funcionamiento sea del 10 ó 15 por ciento quizás sea suficiente para liberar al paciente del tratamiento”. Los investigadores aducen que resta mucho por develar todavía, si realmente este lavado de células no daña la matriz del órgano y si una vez trasplantado podrá funcionar y por cuánto tiempo. Por ahora es un avance importante en laboratorio; y que podría llegar a ser útil además en pulmones, páncreas e hígado.
En tanto que en la Universidad Yokohama City en Japón, un grupo de investigadores crearon pequeñas “yemas” de hígado a partir de células madre y las trasplantaron con éxito a roedores. Una mezcla de células precursoras del hígado o hepatocitos, formaron estructuras tridimensionales que se conectan con vasos sanguíneos naturales y descomponen drogas para enviarlas al torrente sanguíneo.
El responsable de la investigación; el doctor Takanori Takebe, especialista en trasplante hepático, sostiene que esta técnica podría ser utilizada con otros órganos tales como riñones, páncreas o pulmones. Los hallazgos del doctor Takebe y colegas demuestran que cultivar múltiples tipos de células juntas, logra estructuras de tejido tridimensional en laboratorio, sostiene el doctor Yoon Young Jang, director del Stem Cell Biology Laboratory en el Johns Hopkins University School of Medicine. Otros investigadores han demostrado que las células madre -cuando se les dan las señales químicas correctas- espontáneamente forman estructuras en tres dimensiones similares a los tejidos naturales. Sin embargo, Takebe no deja de ser cauto al expresar que los implantes de este tipo en pacientes humanos están todavía lejos de realizarse, porque ellos no reúnen la complejidad de un órgano como el hígado, formado por billones de células mientras que las yemas solo cuentan con un millón de células y miden alrededor de cuatro milímetros. Por otra parte, los prototipos de hígado no tienen células inmunológicas que puedan filtrar toxinas de la sangre y tampoco poseen células estructurales que envíen enzimas digestivas a los intestinos. Además, no se sabe si las células implantadas podrían llegar a generar cáncer en un futuro. Si bien, luego de seis meses de seguimiento de estos microhígados en ratones, ninguno desarrolló tumores, no se sabe que ocurrirá después.
Otra de las novedades que la medicina regenerativa que se plantea, es intervenir en el proceso de cicatrización. Y que en vez de cicatrizar, se regeneren los tejidos y la funcionalidad de los mismos. En esta línea de investigación está el doctor Stephen Badylak del Centro de Medicina Regenerativa McGowen de la Universidad de Pittsburgh. En este laboratorio se concentran actualmente en estudiar no solamente las células, sino todo el andamiaje que une las células nuevas formando lo que se llama matriz extracelular (Ecm, por sus siglas en inglés). Así buscan desarrollar estrategias de medicina regenerativa para el reemplazo de órganos y tejidos, usando estas matrices extracelulares de mamíferos o sus derivados y todo lo relacionado a biomateriales.
Esto está siendo probado por ejemplo en soldados que han sido víctimas de explosiones y que han perdido alguna de sus extremidades o miembros. La idea de los científicos es lograr que este entramado de fibras pueda reemplazar la cicatrización y que junto a células madres específicas regeneren lo dañado; o que este nuevo andamio se anexe a tejidos sanos y se regenere.
El doctor Badylak está utilizando este método con soldados que han sufrido severas heridas y amputaciones; su método consiste en remover la cicatrización y reemplazarla con matrices extracelulares concebidas en laboratorio.
Esta rama de la medicina también trae nuevas esperanzas al elemental timón del cuerpo humano que es el cerebro. Se sabe que las neuronas solo pueden regenerarse en una pequeña porción y que aquellas que mueren ya no se recuperan. Más aun, en los casos de enfermedades neurodegenerativas, accidentes cerebrovasculares o diversos traumatismos.
La medicina regenerativa apunta al elevado objetivo de repoblar algún día un cerebro dañado con células que luego puedan desarrollar nuevas neuronas. Se realizaron experimentos con roedores a los que se les indujo la enfermedad de Parkinson. Se extrajeron células nerviosas de embriones de ratones sanos, se las cultivó y se las implantó a ratones enfermos, logrando una mejoría en la segregación y captación de dopamina, neurotransmisor ligado al control de movimientos. Probablemente sean terapias que se realicen de aquí a veinte años pero ya se han dado estos importantes avances que abren el camino a nuevos tratamientos en las enfermedades neurodegenerativas y para las lesiones cerebrales.
Dos grandes escollos se presentan al pensar en el ser humano; por un lado, gran parte del desarrollo neuronal fundamental se da en el vientre materno; otra cuestión es que las células nerviosas cultivadas deberían madurar e integrarse en el cerebro considerando, que si bien cada área cerebral tiene una función específica, algunas funciones dependen de varias áreas en el cerebro y todavía realmente no se sabe qué eficacia tendrían para ello las células trasplantadas.
Sin duda la medicina del siglo XXI tendrá un gran frente de avance en lo que son estas estrategias reparadoras del cuerpo humano, pero todavía se requiere mayor investigación para aplicar lo alcanzado y comprobado en el laboratorio a la práctica clínica; para que realmente el cuerpo pueda comenzar a sanarse a sí mismo, con la necesaria ayuda del avance de la ciencia.
