Instituto de Hematología e Inmunología

Medicina regenerativa II. Aplicaciones, realidad y perspectivas de la terapia celular

Dr. Porfirio Hernández Ramírez1

Resumen

La medicina regenerativa ha surgido como una nueva disciplina médica impulsada fundamentalmente por los nuevos conocimientos sobre las células madre y en su capacidad de convertirse en células de diferentes tejidos. Un aspecto que se debe destacar y que conforma el elemento básico de este tipo de medicina, es que se apoya en los mismos factores intra e intercelulares que el organismo emplea para su autorreparación. Esta se sustenta en la terapia celular, en la administración de elementos subcelulares y en la ingeniería de tejidos, conductas usadas para remplazar por células sanas a las células dañadas por diversos procesos en determinados tejidos. En resumen, ella integra todos los procederes destinados a la promoción de la regeneración celular. En la actualidad, la terapéutica celular es uno de lo temas más excitantes de la medicina contemporánea. En los últimos tiempos, las investigaciones y aplicaciones preclínicas y clínicas de las células madre adultas, en particular las hematopoyéticas, han avanzado rápidamente, fundamentalmente teniendo en cuenta las dificultades surgidas con la obtención y empleo de las células madre embrionarias. Entre las enfermedades en las que se plantean posibles beneficios se encuentran las cardiovasculares, las arteriopatías periféricas, enfermedades neurológicas degenerativas, diabetes mellitus, enfermedades y lesiones óseas, y lesiones de la córnea, entre otras. El objetivo de este artículo es la actualización de los trabajos desarrollados con la aplicación de las células madre adultas en diferentes enfermedades.

Palabras clave: terapia celular, enfermedad cardiovascular, córnea, neuropatías, ortopedia, eritropoyetina.

Medicina regenerativa

En los últimos años se ha producido un extraordinario avance en los conocimientos relacionados con diferentes ramas biomédicas, entre ellas, la biología celular, lo que ha dado un notable impulso a una nueva rama de la medicina denominada medicina regenerativa . Esta disciplina médica se ha basado fundamentalmente en los nuevos conocimientos sobre las células madre y en su capacidad de convertirse en células de diferentes tejidos.1-3

Un aspecto que se debe destacar y que conforma el elemento básico de este tipo de medicina, es que se apoya en los mismos factores intra e intercelulares que el organismo emplea para su autorreparación. Ella se sustenta en la terapia celular, en la administración de elementos subcelulares y en la ingeniería de tejidos, conductas usadas para remplazar por células sanas a las células dañadas por diversos procesos en determinados tejidos. Recientemente se ha planteado el nuevo concepto de ingeniería de tejidos in vivo, que comprende la generación y reconstrucción in vivo de tejidos u órganos. Para alcanzar estos objetivos se utiliza una matriz biodegradable o andamio que forma una estructura porosa, trabecular o reticular que se prepara in vitro y se coloca en el tejido dañado para que se promueva, en un microambiente apropiado, el crecimiento y propagación in situ de las células residentes circundantes, o bien de células madre que pueden implantarse en ese sitio para lograr la regeneración hística.4-6 En contraposición a estos procederes in vivo tenemos la obtención de tejidos in vitro calificada como ingeniería de tejidos in vitro y con un criterio más amplio como ingeniería de tejidos y órganos.7

En resumen, la medicina regenerativa integra todos los procederes destinados a la promoción de la regeneración celular.

¿Que células madre se emplean: embrionarias o adultas?

El interés que se ha centrado en la llamada por algunos “revolución de la medicina regenerativa” tiene su base fundamentalmente en los excitantes nuevos conocimientos relacionados con la biología y potencialidades de las células madre, en particular de las células somáticas o adultas, para convertirse en células de diferentes tejidos y que han dado lugar al nacimiento de un nuevo tipo de terapia celular basada en el aporte de células madre.

A pesar de que las células madre embrionarias de ratón se venían estudiando desde el inicio de los años 80 del siglo pasado, no fue hasta 1998 que se obtuvieron las primeras células madre embrionarias de procedencia humana, lo que abrió un nuevo campo de investigación y posibilidades de aplicación práctica.2,3,8 Desde entonces, un gran cúmulo de investigaciones básicas han aportado destacados conocimientos relacionados con la biología celular y la potencialidad diferencial de estas células.2,9 No obstante, numerosas incógnitas se mantienen aún.

Por otra parte, en los últimos años se han realizado varios estudios que han aportado resultados sorprendentes, pues sugieren que la potencialidad de algunos tipos de células madre adultas es mayor de lo que se pensaba, pues estas han mostrado en determinadas condiciones, capacidad para diferenciase en células de diferentes linajes. Asimismo, algunas investigaciones han evidenciado la existencia de células madre adultas en varios tejidos del organismo, aún en algunos en que se afirmaba que carecían de células con capacidad regenerativa, como el sistema nervioso y el músculo cardíaco, donde hoy se ha confirmado la existencia de células madre: la célula madre neuronal y la cardíaca, respectivamente. Es más, estudios recientes han indicado la existencia de varias poblaciones aparentemente distintas de células progenitoras cardíacas residentes en el corazón que podrían potencialmente regenerar músculo cardíaco funcional, pero sus capacidades reales no están aún esclarecidas. Este es un tema de gran actualidad en el que se requiere profundizar las investigaciones.10

Estos descubrimientos han dado lugar a grandes expectativas en cuanto a la aplicación clínica de las células madre adultas para el tratamiento de diversas enfermedades crónicas que en la actualidad resultan incurables por los métodos existentes.2,3,9 El interés terapéutico relacionado con el potencial de las células madre para la regeneración de tejidos dañados se ha ido incrementando notablemente ante las evidencias de que algunas células madre adultas, en particular las que se encuentran en la médula ósea, pueden implantarse exitosamente en diversas localizaciones, fundamentalmente si el sitio receptor está dañado, donde después de acomodarse en un microambiente favorable que se ha denominado “nicho”, pueden diferenciarse, proliferar y contribuir a la regeneración del tejido dañado.1,3

Todo esto ha llevado a una intensa confrontación científica entre los que apoyan la utilización de células embrionarias y los que defienden las ventajas de las células madre adultas.

En este sentido se han obtenido importantes avances en el estudio y aplicación de las células madre adultas, ya que ellas muestran notables ventajas sobre las embrionarias, pues su manipulación resulta más simple, pueden ser autólogas y por lo tanto, no ocasionan trastornos inmunológicos, no presentan limitantes éticas ni legales, ni tampoco se ha comprobado que produzcan neoplasias, lo que contrasta positivamente con las características de las células embrionarias, cuya obtención y expansión son más complejas, tienen potencial inmunogénico por ser alogénicas, enfrentan problemas éticos y legales, y además tienen capacidad tumorogénica in vivo.3 Asimismo, la experiencia acumulada con el uso de la célula madre hematopoyética y su mayor facilidad de obtención, comparada con otras células madre adultas identificadas, han hecho que las investigaciones y aplicaciones con este tipo de célula madre hayan avanzado rápidamente.

El gran desarrollo que ha ido alcanzado progresivamente la ingeniería genética ha permitido la obtención de diferentes factores estimuladores recombinantes y proteínas eficaces en la regeneración de algunos tejidos. Sin embargo, se ha señalado que gran parte de las enfermedades que podrían beneficiarse con la medicina regenerativa se deben a trastornos en la interacción de una gran variedad de componentes celulares y no a la falta de una sola proteína. Ante esta situación tan compleja, se plantea que la terapéutica celular puede ser una estrategia integral más lógica y eficaz, pues proporcionaría un método dinámico capaz de aportar no solo células madre, sino también diferentes factores estimuladores producidos o inducidos por esta, con capacidad para favorecer la diferenciación de las células implantadas y también la estimulación de las células propias del tejido receptor, con lo que se conformaría un nicho hístico apropiado para una regeneración más fisiológica del tejido dañado.1,11 Sin embargo, esto no excluye la posibilidad de combinar la terapia celular con el aporte de factores de crecimiento específicos, lo que podría incrementar los beneficios regenerativos.

En la actualidad, la terapéutica celular es uno de los temas más excitantes de la medicina contemporánea, como lo fueron en su época sus antecesores representados por la transfusión sanguínea y el trasplante de médula ósea, que hoy son ya tratamientos habituales y de reconocido valor en medicina. Por razones prácticas y la experiencia que ya se ha acumulado con su uso, el tejido hematopoyético se ha convertido en la fuente de células madre que más frecuentemente se está utilizando en la medicina regenerativa, en contraposición al empleo de células embrionarias.3,11 En la actualidad, las células madre embrionarias son objeto de múltiples estudios, pero aunque se han hecho algunos avances, se considera que aún deben pasar algunos años antes que se puedan introducir en la clínica.

Integración multidisciplinaria

Un hecho significativo en el campo de la medicina regenerativa es que para su avance se ha requerido y es necesaria una integración multidisciplinaria donde diferentes especialidades, entre ellas biología celular, hematología, inmunología, biología molecular, ingeniería de tejidos, biomateriales, trasplantología e investigación clínica, entre otras, junto a la medicina regenerativa, den sus aportes para la solución de situaciones cada vez más complejas que van surgiendo de acuerdo con la obtención de nuevos conocimientos, lo que hace indispensable la formación de grupos cooperativos multidisciplinarios que permitan un desarrollo acelerado de este tipo de medicina, tanto en sus aspectos básicos como aplicados.11

Aplicaciones preclínicas y clínicas

Prácticamente todos los sitios del organismo resultan en la actualidad de interés para la investigación relacionada con la medicina regenerativa. Entre las enfermedades en las que se plantean posibles beneficios se encuentran las cardiovasculares, la enfermedad oclusiva arterial de las extremidades, enfermedades neurológicas, degenerativas, diabetes mellitus, enfermedades y lesiones óseas, entre otras.9,12

Como contribución al desarrollo de la medicina regenerativa se han realizado múltiples investigaciones básicas y preclínicas a las que con posterioridad se han añadido algunos ensayos clínicos con la aplicación de células madre adultas.

Para la aplicación de las células madre adultas presentes en la médula ósea se pueden considerar fundamentalmente 2 métodos generales:

• El trasplante de médula ósea, de sangre periférica enriquecida en células madre y progenitoras hematopoyéticas o de sangre del cordón umbilical, que se han empleado y se usan en la forma convencional para la repoblación del tejido hematopoyético, y además para la regeneración de otros tejidos, principalmente en enfermedades degenerativas, metabólicas y autoinmunes.
• La terapia celular con células madre, terapia celular regenerativa o simplemente terapia celular, según los conceptos actuales, puede hacerse mediante 4 procederes principales (K ö rbling M. Adult stem cell therapy: A new treatment modality? Presentado en el Simposio de Medicina Regenerativa. V Congreso Nacional y VII Jornada Latinoamericana de Hematología, Inmunología y Medicina Transfusional. La Habana , Cuba, 16-20 mayo; 2005). L os 3 primeros se aplican con cierta regularidad en los ensayos preclínicos y clínicos realizados hasta el momento:
• Inyección de las células madre directamente en el órgano lesionado.
• Perfusión local del tejido lesionado, con células madre.
• Incremento sistémico, durante un tiempo prolongado, de la concentración de células madre circulantes, con la finalidad de facilitar y aumentar su acceso al sitio lesionado.

En este punto debe destacarse que en la actualidad es de gran interés el uso de factores estimuladores que movilicen células madre endógenas y faciliten su traslado hasta los sitios dañados sin necesidad de ser extraídas del organismo, procesarlas y administrarlas después. Este es un método simple que merece ser investigado más ampliamente por las implicaciones prácticas que puede tener.

• Una opción aún más experimental sería la manipulación microambiental del tejido dañado, como una forma de incrementar la atracción de células madre exógenas circulantes.

Otra posibilidad que nos parece lógica sería la combinación de algunos de estos métodos, particularmente de aquellos que resulten más efectivos, pues esta asociación pudiera incrementar la disponibilidad de células madre en el sitio lesionado.

Un quinto proceder en desarrollo es la preparación de las células madre para que puedan, mediante mecanismos inmunológicos, fijarse específicamente en los tejidos que se quieren regenerar, proceso que se ha denominado “pintar” las células. En este método las células madre se recubren con un “cebador” formado por el ácido graso palmítico que se une a su membrana y en el que se fija proteína A. Esta proteína tiene la característica de unirse firmemente con la fracción Fc de anticuerpos. Después de esto, la célula “se pinta”, lo que consiste en añadirle un anticuerpo específico o bien una proteína de fusión formada por un fragmento Fc y un péptido específico. Ambos elementos inmunológicos específicos tienen la potencialidad de dirigir a la célula madre “pintada” hacia el tejido diana que se desea regenerar.13

Trasplante de médula ósea

Trasplante de médula ósea y de células de la sangre periférica para la reconstitución del tejido hematopoyético y del sistema inmune

Este es el uso más amplio que se ha dado a este tipo de tratamiento, tanto en su forma alogénica como autóloga, y el que se ha incrementado en los últimos años con la aplicación de sangre periférica enriquecida en células madre y progenitoras hematopoyéticas, con la utilización de sangre del cordón umbilical y con la obtención de estos componentes de donantes no emparentados. Su indicación fundamental ha sido en enfermedades hematológicas y oncológicas.

Dentro de las hematológicas tenemos, principalmente, procesos malignos como las leucemias agudas, leucemias crónicas, síndromes mielodisplásicos, mieloma múltiple, amiloidosis primaria y linfomas, tanto en sus variedades de Hodgkin como no hodgkinianos. También es indicación frecuente en algunos tipos de anemia como la aplasia medular, aplasia selectiva de eritrocitos, anemia de Fanconi.14

Dos enfermedades en que se ha comenzado recientemente este tipo de tratamiento son la beta-talasemia mayor y la anemia drepanocítica con alto riesgo. En estas enfermedades aún se mantienen las investigaciones para una evaluación más precisa de su indicación, de las posibilidades de curación y del balance riesgo – beneficio.15

En oncología se ha empleado en el tratamiento del glioma, sarcoma de partes blandas, tumores germinales, sarcoma de Erwing y otros tumores sólidos en los que se han incluido retinoblastomas, cáncer del ovario, cáncer testicular, cáncer de mama, neuroblastoma, cáncer renal y menos frecuentemente otros tipos de tumores.14

También se ha utilizado en el tratamiento de algunos trastornos inmunológicos primarios.14,15 Algunas de las indicaciones en este campo incluyen, la inmunodeficiencia combinada severa y los síndromes de Wiskott-Aldrich, el linfoproliferativo ligado al cromosoma X y el de hiper IgM. En ocasiones, también se han trasplantado con éxito casos con agammaglobulinemia común variable.15

Trasplante de médula ósea y de células de la sangre periférica en la regeneración de tejidos no hematopoyéticos

Esta indicación, aunque con menor frecuencia que la señalada anteriormente, también se ha ido incrementando progresivamente para el tratamiento, principalmente, de enfermedades genéticas, metabólicas, degenerativas y autoinmunes.

Entre las entidades con componentes metabólicos tenemos la osteogénesis imperfecta, la osteopetrosis,9,15-17 la enfermedad de Gaucher y el síndrome de Hurler.

En condiciones experimentales se ha podido comprobar que la infusión intravenosa de la médula ósea realizada en ratones y mandriles lograba implantación de células madre, no solo en la médula ósea de estos animales, sino también en otros sitios como huesos, cartílagos, pulmones y el bazo. 18 En modelos de ratón con osteogénesis imperfecta severa se pudo comprobar una mejoría en la composición del hueso mediante este proceder terapéutico.19

En el aspecto clínico se ha realizado trasplante de médula ósea alogénica para el tratamiento de casos de osteogénesis imperfecta severa.13,15,17 En 3 niños en que este tratamiento se realizó se pudo observar que después de 3 meses del trasplante se había producido un aumento de la densidad ósea total con neo-ostogénesis en los sitios afectados y disminución de las fracturas. Estas experiencias requieren de su repetición en mayor número de casos para poder comprobar su efectividad real.

En 1980 se comunicaron los primeros casos de osteopetrosis trasplantados con éxito.16 Esto fue un fuerte argumento a favor de que los osteoclastos procedían del donante y por lo tanto, de las células de la médula ósea. Evolutivamente se observó remodelación ósea con aumento del calcio sérico y del espacio medular.

Estas modificaciones no se presentaron hasta después de 4-6 meses de realizado el trasplante.15

El primer trastorno innato del metabolismo en responder satisfactoriamente al trasplante de médula ósea alogénica fue la enfermedad de Gaucher. Aunque la conducta terapéutica en esta enfermedad se ha modificado sustancialmente por la efectividad del uso de la enzima glucocerebrosidasa disponible comercialmente, la administración de esta enzima no revierte las anomalías que se producen en el sistema nervioso central, por lo que se ha sugerido continuar explorando la posibilidad del trasplante en casos seleccionados de acuerdo con sus manifestaciones clínicas. El otro trastorno congénito del metabolismo que ha respondido satisfactoriamente al trasplante de médula ósea, es el síndrome de Hurler, o deficiencia de a -iduronidasa. En otras mucopolisacaridosis los resultados han sido muy inconsistentes.15

El crecimiento y reparación del músculo esquelético se lleva a cabo normalmente mediante células madre musculares o mioblastos, denominadas también células satélites, que se encuentran localizadas entre el sarcolema y la lámina basal del músculo.12,20 En los músculos en regeneración se ha podido apreciar que el número de precursores miogénicos es mucho mayor que el de las células satélites residentes, lo que ha sugerido la migración o reclutamiento de células madre de otros sitios que han efectuado una diferenciación.21

La administración endovenosa de médula ósea alogénica en un paciente con distrofia muscular de Duchenne posibilitó una restauración parcial de la expresión de distrofina en los músculos afectados. 9 Por otra parte, recientemente, a otro paciente con esta enfermedad se le practicó un trasplante convencional de células madre hematopoyéticas con células del cordón umbilical y se observaron algunos resultados prometedores.22

Sin embargo, se ha podido advertir que en los ratones con distrofia muscular tipo Duchenne deficientes en distrofina y que fueron trasplantados con médula ósea singénica en la forma que habitualmente se realiza para la regeneración hematopoyética, no se pudo obtener un aumento significativo de tejido muscular normal, pues solo un número bajo de las células transplantadas expresaban distrofina.20,21

Estas observaciones, aunque no totalmente satisfactorias, son para algunos investigadores un indicador para continuar investigaciones en esta área, que permitan definir la utilidad o no de este tipo de tratamiento.

El trasplante de médula ósea convencional se ha empleado además en otro grupo de enfermedades metabólicas con afectación del sistema nervioso central, como la adenoleucodistrofia, la leucodistrofia metacromática y la leucodistrofia globoide, con resultados favorables en muchos casos, fundamentalmente si el trasplante se realiza lo más precozmente posible.15

Recientemente se ha intensificado el interés en la utilización de este tipo de tratamiento en algunas enfermedades autoinmunes ante las evidencias de que estas pueden originarse en trastornos relacionados con las células madre y por lo tanto, el trasplante de células madre hematopoyéticas pudiera ofrecer un tratamiento efectivo, que está apoyado, además, por el régimen de acondicionamiento que se usa en este tipo de trasplante y que tiene altas propiedades inmunosupresoras. Una de las bases sobre la que se ha fundamentado esa conducta es la relacionada con las experiencias obtenidas en modelos animales de enfermedades autoinmunes, en los que el trasplante de células madre hematopoyéticas ha logrado prevenir el desarrollo de la enfermedad y revertir el daño de órganos, asociado con la enfermedad.

Ejemplos de estos modelos animales incluyen la artritis autoinmune, nefritis autoinmune, diabetes mellitus, miastenia gravis, encefalomielitis autoinmune y lupus eritematoso sistémico. Entre los ejemplos de enfermedades autoinmunes en los humanos en que se han reportado resultados favorables con el trasplante de células madre hematopoyéticas, se incluyen la enfermedad de Crohn, dermatitis herpetiforme, diabetes mellitus insulinodependiente, lupus eritematoso diseminado, vasculitis sistémica, psoriasis, artritis reumatoidea, artritis juvenil, esclerodermia y la esclerosis múltiple.15 Este es un tema de gran interés que se mantiene en constante investigación.

Terapia celular con células madre

Este proceder terapéutico incluye el uso de células embrionarias o de células adultas. Las células embrionarias se encuentran aún en un período de investigación, por lo que en este trabajo nos referiremos esencialmente a la terapéutica con células madre adultas. De estas últimas las que se han empleado más frecuentemente son las derivadas de la médula ósea, ya sea aplicando el conjunto de células mononucleares, teniendo en cuenta su composición heterogénea, por lo que de esta forma se utiliza un “cóctel celular”; también haciendo una selección de determinadas células, con mayor frecuencia relacionada con el enriquecimiento de células CD34 +, CD33 +, CD133 + u otros marcadores específicos, o mediante la expansión de células mesenquimales o endoteliales. Otra fuente con la que se está experimentando recientemente por su también fácil acceso, es la de las células adiposas obtenidas mediante liposucción, pero este método se encuentra aún bastante limitado. En lesiones de la córnea se han realizado notables avances con el uso de las células madre obtenidas en la región del limbo corneal.

A continuación se exponen las principales enfermedades en que se ha empleado la terapia celular en alguna de sus formas.

Enfermedades cardiovasculares:

Mediante diferentes modelos animales se han llevado a cabo diversos experimentos para evaluar el grado de regeneración miocárdica en corazones en los que se han provocado trastornos isquémicos. Una estrategia que se ha empleado es el trasplante de mioblastos.23,24 En algunos de estos experimentos se ha obtenido éxito en la regeneración miocárdica y en la angiogénesis mediante el trasplante de cardiomiocitos fetales o mioblastos procedentes de músculos estriados. Se ha comentado que con este proceder, no se ha apreciado una adecuada integración estructural ni se han observado manifestaciones fisiológicas funcionales,25 pero por otra parte, se ha señalado que la mayoría de los estudios han mostrado que el trasplante de mioblastos contribuye a mejorar la función cardíaca.26

Una nueva estrategia con la que se han obtenido resultados satisfactorios es el aporte de células madre derivadas de la médula ósea. En ratones y cerdos se ha demostrado que las células procedentes de la médula ósea son capaces de lograr la regeneración del miocardio infartado e inducir miogénesis y angiogénesis.

La mayor parte de estos estudios sugieren que la transferencia de células madre y células progenitoras al músculo cardíaco puede tener un impacto favorable sobre la perfusión y actividad contráctil de la zona dañada. Algunos investigadores han propuesto que el efecto beneficioso pudiera estar relacionado con la implantación de las células madre en el tejido y su fusión con las células residentes o su transdiferenciación en cardiocitos o en células del endotelio vascular; mientras que otros han sugerido la posibilidad de que simplemente la retención transitoria de las células madre aportadas sea ya suficiente para promover la liberación de algunos mediadores que favorezcan la actividad funcional.27

Se ha planteado que en el infarto del miocardio los objetivos de la terapia celular con células madre, denominada cardiomioplastia celular, serían idealmente la reducción de la muerte celular de cardiomiocitos, la promoción del retorno a la función normal del miocardio isquémico todavía viable, la estimulación de la revascularización de la zona isquémica y la regeneración de cardiomiocitos funcionales, con la finalidad de preservar la función contráctil y reducir la posibilidad de tejido cicatrizal. En síntesis, se plantea la promoción de la angiogénesis y la regeneración de cardiomiocitos.28

Con la estrategia de la angiogénesis se trata de promover la formación de vasos sanguíneos para prevenir o controlar enfermedades isquémicas. 29 Hasta el 2004, se habían efectuado diferentes ensayos clínicos en alrededor de 900 pacientes para promover el desarrollo endógeno de vasos sanguíneos colaterales en el miocardio isquémico mediante la administración de proteínas angiogénicas o de genes de factores de crecimiento angiogénico. A pesar de los resultados obtenidos, se ha señalado que la angiogénesis es una estrategia limitada al rescate del tejido isquémico y que no puede contribuir directamente a la restauración de la función contráctil, por lo que se plantea que la terapia celular proporcionaría un método más integral de tratamiento.30

La aplicación clínica de terapia celular se ha realizado mediante la transferencia de mioblastos o de células procedentes de la médula ósea.

Existen varias comunicaciones sobre el uso de mioblastos para el tratamiento de trastornos isquémicos miocárdicos. En varios casos, este método ha resultado satisfactorio, pues se ha observado una mejoría significativa de la función cardíaca, sobre todo de la sistólica.24,26,31 Sin embargo, se mantiene la preocupación sobre su uso, ya que puede provocar arritmias ventriculares. En un estudio realizado en 10 casos, 4 de ellos necesitaron la implantación de un desfibrilador ventricular interno a causa de las arritmias.32

Aunque se ha demostrado que las células embrionarias humanas se pueden diferenciar en células con propiedades estructurales y funcionales de cardiomiocitos, su posible aplicación en humanos se considera aún lejana. Por este motivo, los trabajos se han derivado hacia el uso de células madre procedentes de la médula ósea.

Un grupo de investigadores de la Universidad de Dusseldorf fue el primero en implantar células mononucleares de la médula ósea autóloga, mediante su inyección intracoronaria en un paciente con infarto agudo del miocardio, lo que después se repitió en otros 10 enfermos con resultados favorables y sin efectos secundarios importantes.25,33

Con posterioridad, otros grupos han continuado las investigaciones con implantación de células madre procedentes de la médula ósea o de células movilizadas a la sangre periférica mediante factores estimuladores en enfermos con infarto del miocardio, isquemia miocárdica crónica o insuficiencia cardíaca congestiva crónica.26,31,34-37 Para ello se han utilizado otros métodos como son: la inyección directa intramiocárdica durante una intervención quirúrgica de revascularización cardíaca, la perfusión retrograda por vía endovenosa o bien la inyección celular transendocárdica directamente a las áreas isquémicas mediante un mapeo electromecánico. 35,38 Estos estudios mostraron mejoría de la perfusión miocárdica, lo que ha sido demostrado mediante técnicas no invasivas como la tomografía computadorizada por emisión de un solo fotón (SPECT, del ingles single photon emissión cumputerized tomography).

El asentamiento en el miocardio de las células madre de la médula ósea implantadas en modelos animales, se ha monitoreado mediante técnicas con marcaje fluorescente o radioactivo de los tejidos dañados. Sin embargo, esto no se había podido hacer en seres humanos hasta fecha reciente, en que se logró con el uso de la técnica de tomografía por emisión de positrones (PET, del inglés positron emissión tomography), que permitió identificar la presencia tanto de células mononucleares totales, como de células CD34+ asentadas en el miocardio infartado después de su administración por vía intracoronaria. Este método comprobó objetivamente la eficacia de estas células para asentarse en el tejido miocárdico dañado y abre nuevas posibilidades para el seguimiento evolutivo de las enfermos.36

Hasta el momento, las células madre adultas procedentes de la médula ósea parecen ser la mejor opción para la regeneración cardíaca.38

Un tratamiento alternativo podría ser la administración de factores estimuladores que puedan favorecer la regeneración miocárdica y la mejoría de la función cardíaca. En ratones en que se provocó infarto del miocardio, la administración de factores estimuladores promovió la movilización de células de la médula ósea y la reparación de la zona infartada, e incrementó la supervivencia de los animales tratados. Se planteó que estos efectos fueron inducidos por las células hematopoyéticas movilizadas.39 Sin embargo, la aplicación clínica de este método ha estado limitada por los resultados de un estudio en que se produjo una alta incidencia de reestenosis del stent implantado en pacientes con infarto del miocardio que recibieron factor estimulador de colonias de granulocitos (F-ECG).37 No obstante, se han continuado las investigaciones con la aplicación de este factor y esa complicación no se ha comprobado.

En 5 pacientes que recibieron F-ECG 48 horas después de la implantación de un stent por un infarto agudo del miocardio, se obtuvo una mejoría significativa de la función miocárdica y de la perfusión sin que se produjeran manifestaciones secundarias importantes.40 En otro estudio realizado en 20 pacientes con infarto agudo del miocardio con ST elevado, los enfermos se distribuyeron aleatoriamente en un grupo que recibió F-ECG y otro con placebo. En los pacientes tratados, la fracción de eyección del ventrículo izquierdo (FEVI) mostró tendencia a un mayor incremento (P = 0,068) y no presentaron reacciones secundarias.41 En otro ensayo clínico en casos con cardiopatía isquémica crónica severa, los enfermos tratados con FEC-G tuvieron una disminución de las manifestaciones anginosas y del consumo de vasodilatadores, y no se presentaron efectos adversos significativos. Solamente se apreció una ligera disminución de la FEVI que fue significativa mediante imágenes de resonancia magnética, pero sin significación analizada con SPECT. La FEVI no se modificó cuando se midió por ecocardiografía.42

En general, este es un tema que aún se mantiene abierto a la investigación para que se pueda llegar a una conclusión firmemente sustentada.

Otro factor estimulador que se ha evaluado en el tratamiento de la cardiopatía isquémica es la eritropoyetina (EPO). Se ha señalado que la EPO puede proteger a los cadiomiocitos de la apoptosis y disminuir el tamaño del infarto, lo que favorece la función cardíaca y mejora la contractilidad del ventrículo izquierdo.

El algunos estudios clínicos preliminares en pacientes anémicos, se pudo observar que la EPO podía aumentar la FEVI y el volumen de eyección del corazón, lo que sugería una mejoría de la función cardíaca por la corrección de la anemia. Además, como la EPO puede promover angiogénesis, también se sugirió que la formación de nuevos vasos sanguíneos puede contribuir a la recuperación cardíaca funcional inducida por la EPO. Estudios más recientes en enfermos con insuficiencia cardíaca severa o resistente y anemia ligera, han demostrado que la combinación de EPO subcutánea con hierro intravenoso puede aumentar la FEVI y alcanzar alrededor del 80 % de reducción de los días de hospitalización.43

La utilización de EPO en un mayor número de enfermos con cardiopatías debe seguramente contribuir a la profundización de los conocimientos en este importante tópico.

Miembros inferiores isquémicos:

En general, se ha planteado que el objetivo terapéutico de la isquemia crónica de los miembros inferiores consiste en aliviar la sintomatología, particularmente el dolor, evitar la progresión de la enfermedad y disminuir el índice de amputaciones. Se ha señalado que la meta principal en la mayor parte de los pacientes con isquemia crítica, es la preservación de la extremidad afectada.

El empleo de avanzados modelos de experimentación en animales, ha permitido desarrollar diferentes estrategias para el tratamiento de la enfermedad isquémica, donde se incluye la de miembros inferiores. En ratones, se ha podido demostrar que en extremidades posteriores con isquemia provocada y en las que se inyectaron células progenitoras endoteliales, mejoraron la circulación y se evitó su autoamputación.44 Un resultado semejante se obtuvo con la inyección intramuscular en el miembro isquémico de células estromales procedentes de la médula ósea.45

En estudios realizados en humanos se han utilizado algunas proteínas y factores angiogénicos no solo en cardiopatías isquémicas, sino también en isquemias de miembros inferiores. En general, en estos ensayos solo se ha usado un único factor de crecimiento, lo que resulta una limitante para un proceso, donde se requiere la interacción de varios factores y elementos, entre ellos la intervención de la célula endotelial, por lo que se sugirió la posibilidad del uso conjunto de diferentes factores de crecimiento de la angiogénesis.44,46 Sin embargo, este procedimiento es más complejo y resulta costoso.

Un proceder que se considera un método integral para enfrentar el estado isquémico, es el suministro de células que puedan influir en la liberación de factores de crecimiento, o bien progenitores de células endoteliales capaces de actuar directamente en el mecanismo angiogénico. Se ha planteado que la implantación de células mononucleares de médula ósea autóloga resulta segura y efectiva en la terapéutica angiogénica, debido a la propiedad natural de las células de la médula ósea de proporcionar, entre otras, células progenitoras endoteliales y también de secretar varios factores angiogénicos y citocinas. Además se ha señalado que en la fracción CD34 + de las células madre hematopoyéticas existen progenitores de la células endoteliales.46,47 Los ensayos clínicos pioneros en este campo, así como otros que los han continuado, han mostrado la efectividad del trasplante autólogo de células mononucleares de la médula ósea en los miembros isquémicos de pacientes con arteriosclerosis obliterante o tromboangeitis obliterante.46-49

Los conocimientos actuales sobre la medicina regenerativa, y en particular acerca del uso de la terapia celular, apoyan fuertemente la opinión de que este nuevo tipo de tratamiento puede contribuir significativamente al manejo de los enfermos con isquemia crónica de los miembros inferiores y a disminuir la necesidad de amputación.

La extensión de la aplicación de este proceder a pacientes con trastornos isquémicos menos avanzados, con claudicación, pero sin lesiones tróficas, pudiera contribuir a mejorar o eliminar esta manifestación y por lo tanto, a mejorar su calidad de vida.

Alteraciones óseas:

Estudios experimentales han demostrado la capacidad de las células de la médula ósea para la formación de tejido óseo. 13,18,20 Desde hace algún tiempo, se ha planteado la posibilidad de usar médula ósea con fines regenerativos óseos mediante su aplicación local en aquellos huesos con alteraciones producidas por diferentes tipos de lesiones.50

En algunos experimentos en ratas y ratones, se han implantado con buenos resultados células madre derivadas de la médula ósea, en lesiones óseas provocadas. Esta terapia celular se hizo directamente en la lesión, en la que se añadió una estructura de apoyo formada por hidroxiapatita, que servía de andamio reconstructivo. Estos estudios se han repetido en perros y ovejas, y en ellos se han comprobado las ventajas que esta forma de terapia celular ofrece para la formación ósea y la reconstrucción del segmento dañado.18,51

Estas experiencias se aplicaron posteriormente en los humanos, en los que se llevó a cabo la implantación de células madre hematopoyéticas autólogas en lesiones óseas significativas. Con este método se pudo observar la rápida formación ósea en el sitio de la implantación y una recuperación más favorable, en comparación con el tratamiento tradicional y sin complicaciones de importancia.18 Entre otras alteraciones que también han sido tratadas eficazmente con este proceder, se encuentran los quistes óseos, las pseudoartrosis y las fracturas óseas complejas.

Estos resultados sustentan los trabajos preliminares en este campo en que los ortopédicos inyectaban médula ósea autóloga fresca en algunas lesiones óseas para lograr una reconstrucción mejor y más rápida. Los resultados obtenidos sugerían la existencia en la médula ósea de células osteogénicas que contribuían a la reparación de los huesos lesionados.13

Para la reconstitución ósea también se han utilizado células madre procedentes del tejido adiposo.52

Alteraciones oculares:

Las investigaciones fundamentales en esta área se han realizado en 2 estructuras del ojo: la retina y la córnea.

Se ha señalado que en algunas situaciones la ceguera es derivada de una apoptosis de las neuronas retinianas y cambios en la vasculatura de la retina.53 Estudios experimentales han puesto en evidencia que la administración de células madre hematopoyéticas, por su potencialidad de diferenciación, puede contribuir a la regeneración de lesiones de la retina provocadas mediante fotocoagulación o con rayos láser.54

Estudios en ratones han demostrado que la inyección intravítreo de células madre hematopoyéticas permite contrarrestar la degeneración retiniana y regenerar la vasculatura de esta región. Por otra parte, la inyección de células estromales adultas procedentes de la médula ósea en el espacio subretiniano de ratas, logró la integración de estas células a la retina, donde formaron estructuras similares a la capa de fotorreceptores, lo que mostró su capacidad para diferenciarse en estas estructuras oculares.9,53,55

La disminución de la apoptosis en las células ganglionares retinianas y de los fotorreceptores observada después de la administración de EPO en modelos murinos con isquemia retiniana experimental, abre un interesante tema de investigación.43

Por otras parte, en los últimos 10 años, se han logrado notables avances en el campo de la reconstrucción de la superficie ocular mediante la aplicación de procederes regenerativos.

Tradicionalmente se ha pensado que el epitelio de la córnea es suficiente para su autorrenovación. Sin embargo, recientemente se ha podido demostrar que las células madre del epitelio corneal solo residen en su periferia en la zona del limbo, que es la zona transicional situada entre la córnea y la conjuntiva bulbar.26,56 En condiciones normales, las células madre del limbo corneal pueden satisfacer las necesidades regenerativas de la córnea. Esto ha llevado a considerar la aplicación de las células madre procedentes del limbo para la regeneración del epitelio corneal que ha sido dañado o ha sufrido pérdida a causa de un traumatismo, quemadura o enfermedad. Este criterio ha tenido una aplicación exitosa en la clínica mediante el trasplante autólogo de células del limbo en lesiones de la superficie ocular.57,58 El autotrasplante puede hacerse con la parte sana del limbo del ojo afectado, y si no es posible por estar la córnea muy dañada, entonces se hace con un injerto de células límbicas del ojo sano. Cuando el daño es en ambos ojos, se pueden utilizar células límbicas de un donante; histocompatibles si proceden de un donante vivo o no compatibles si son de donantes cadáver.

Se ha comentado que aunque el trasplante de córnea es un opción en el daño corneal permanente, no es eficaz en los casos donde es necesario restaurar el epitelio corneal. Se ha sugerido que el trasplante de células límbicas sería en algunas situaciones el tratamiento de elección.58-60

Se plantea que la combinación del trasplante de células límbicas con un fragmento de membrana amniótica, puede incrementar los beneficios de este tipo de trasplante. También se ha indicado que el cultivo del epitelio límbico en membrana amniótica puede aumentar la capacidad del tejido límbico para la regeneración de diferentes trastornos cornéales severos; incluso se ha señalado que los resultados son más efectivos que cuando se hace el trasplante conjunto de células límbicas y membrana amniótica; aunque otros autores han comentado que este método no es superior al trasplante de células límbicas con membrana amniótica.60-62

Recientemente se ha logrado la reconstrucción de la córnea mediante células autólogas procedentes de la mucosa oral. Pocos días después de este proceder, las córneas recuperaron su transparencia y mejoró notablemente la agudeza visual sin existencia de complicaciones.63

Trastornos neurológicos:

Un concepto básico en la biología del desarrollo ha cambiado en los últimos años. El dogma de que las neuronas del cerebro adulto no regeneran, cayó tras la evidencia del nacimiento de nuevas neuronas en el hipocampo y zona subventricular en roedores y seres humanos. También se han identificado células madre en la zona periependimaria de la médula espinal. Además, diferentes estudios experimentales han puesto en evidencia la capacidad de la célula adulta hematopoyética de diferenciarse in vitro e in vivo hacia microglia, oligodendroglía, astrocito o neurona.26,64,65 Estos hechos han provocado una explosión de investigaciones en el ámbito experimental en que se han utilizado modelos de isquemia cerebral, anoxia cerebral, traumas cerebrales o de procesos neurodegenerativos.9,65 También se han realizado algunas investigaciones en animales con lesiones traumáticas de la médula espinal en los que se aplicaron células madre directamente en el tejido dañado y también por vía intraventricular, intratecal o endovenosa. En ellos se pudo comprobar que la vía intratecal es efectiva y más eficiente que la endovenosa, por lo que se consideró su uso potencial en los humanos.66

En los últimos años, se han publicado numerosos trabajos realizados en modelos de isquemia cerebral en animales, en los que se han utilizado como fuentes las células madre hematopoyéticas periféricas u obtenidas de cordón umbilical fetal o de neonato, que demostraron que estas células son capaces de diferenciarse en neuronas o glías, sobrevivir al hospedarse en el sistema nervioso adulto sano o lesionado, integrarse al tejido hospedero y modificar favorablemente la conducta de los animales sujetos a la investigación, cuando se compararon con sus controles.9,20,65,67

También se ha señalado que las mejorías observadas pudieran representar más bien un efecto secundario por la producción de moléculas bioactivas, entre las que se pudieran incluir factores tróficos con efectos regenerativos o antiapoptóticos, factores angiogénicos, factores antinflamatorios capaces de inhibir la formación de fibrosis, y algunos factores natriuréticos que mediante la inducción de diuresis ayuden a mejorar el edema cerebral.

En fecha reciente se ha comunicado que la administración del FEC-G con el objetivo de movilizar células madre hematopoyéticas desde la médula ósea hacia zonas isquémicas cerebrales inducidas experimentalmente en animales, lograba una mejoría de las lesiones, pues se obtuvo una reducción del volumen de la zona con infarto cerebral y mejoría de la neuroplasticidad y vascularización en comparación con los controles. Además se planteó que el FEC-G tenía una fuerte actividad neuroprotectora, así como un considerable potencial neurogénico.68 La administración de FEC-G por vía sistémica evidenció su capacidad para atravesar la barrera hematoencefálica intacta, propiedad que comparte con otros factores estimuladores, como son la EPO y el factor estimulador de colonias de granulocitos y macrófagos.69 Por otra parte, la administración de EPO en diferentes modelos animales con lesiones neurológicas provocadas, ha sugerido que la EPO posee un efecto neuroprotector y generador de angiogénesis. 43,70 También se han llevado a cabo otras investigaciones con factores estimuladores, entre ellos el factor de crecimiento de fibroblastos-básico, la neurotrofina-3, la proteína osteogénica-1, el factor de crecimiento de fibroblastos – 2 (FCF-2), el factor de crecimiento del endotelio vascular, el factor de crecimiento epidérmico (FCE) y el FEC-G.26,69,71,72 Así la infusión intraventricular de FCF-2 y de FCE en modelos de isquemia cerebral, fue seguida de regeneración de células neurales endógenas. 26 En otro estudio realizado en ratas también con isquemia cerebral, se puso de manifiesto que la administración de sildenafil indujo neurogénesis local y recuperación funcional.73

En su conjunto, las investigaciones con estos factores estimuladores han abierto una posibilidad muy atractiva para su utilización en ensayos clínicos en diferentes trastornos neurológicos. Se ha señalado que la indicación de la terapéutica celular pudiera incluir tanto el trasplante de células madre como la estimulación de las endógenas.

Otras investigaciones han evidenciado mejoría en modelos animales de enfermedades neurodegenerativas con la administración de células madre hematopoyéticas por vía endovenosa, intraperitoneal o aplicándolas localmente.

Entre los antecedentes de la aplicación clínica de la medicina regenerativa en enfermedades neurodegenerativas, está el uso de injertos de células fetales en pacientes con enfermedad de Parkinson. A pesar de que los estudios iniciales no controlados parecieron prometedores, ya que se comunicaron algunas mejorías de la enfermedad, surgieron varios problemas prácticos que frenaron esta conducta terapéutica, entre ellos los diferentes métodos usados que hacían difícil una adecuada comparación de los resultados, la dificultad para la obtención y conservación del material hístico que se utilizaría en el implante y los problemas éticos relacionados con la obtención, manipulación y empleo de tejido fetal humano.74,75 Sin embargo, un estudio reciente controlado y a doble ciegas, en que se implantó tejido fetal en pacientes con enfermedad de Parkinson, no mostró los resultados esperados con este proceder y se señaló que de acuerdo con estos datos, este tipo de trasplante no podía ser recomendado como tratamiento de la enfermedad de Parkinson.76 Tales situaciones, han impulsado la búsqueda de otras fuentes de material para el trasplante, y en particular, han despertado el interés en las células madre adultas.

Otra experiencia clínica en enfermedades neurodegenerativas, fundamentada por las mejorías apreciadas en animales de experimentación, está dada por la implantación intraestriatal en pacientes con enfermedad de Huntington de tejido estriatal procedente de fetos humanos. En algunos de los enfermos se apreció cierto grado de mejoría funcional, motora y cognitiva.77 En esta enfermedad se están explorando diferentes técnicas de terapia celular que incluyen el trasplante de tejido embrionario estratial y la expansión y diferenciación de células similares a las estriatales a partir de células madre.78

No obstante, se ha comentado que para que se obtenga un beneficio clínico bien definido, es necesario que se produzca una mayor supervivencia de las células tras su implante. Además, se ha señalado que sería posible aumentar la eficacia de la regeneración neural espontánea que existe en estos pacientes a partir de la zona subventricular.26

Otra enfermedad que se ha sugerido como candidata potencial para el tratamiento celular, es la esclerosis lateral amiotrófica. Algunos investigadores han subrayado que la célula madre pudiera contribuir a la protección neuronal en esta enfermedad y quizás también a su regeneración. Sin embargo, la primera probabilidad es la que parece más factible, pues desafortunadamente, la complejidad de esta enfermedad hace un tanto irreal la segunda en el estado actual de los conocimientos y del desarrollo científico-técnico.79

Estas expectativas tienen como base los resultados alentadores obtenidos en un modelo de esclerosis lateral amiotrófica en ratones. En ellos se pudieron apreciar mejorías funcionales y aumento de la sobrevida, después de implantar en la médula espinal neuronas derivadas de una línea celular obtenida de un teratoma humano, o de la administración intravenosa de células del cordón umbilical humano,26 En este modelo también se han inyectado células de Sertoli en el parénquima de la médula espinal, teniendo en cuenta la posibilidad de que estas tengan potencialidad neuroprotectora. En ese estudio se pudo apreciar un beneficio neuroprotector significativo en las neuronas motoras vulnerables. Se sugirió que esto podría estar relacionado con la secreción de factores neurotróficos.80

En la actualidad ya se han comunicado algunos ensayos clínicos preliminares en humanos. En uno de ellos, se inyectaron por vía intratecal células CD34 + procedentes de la sangre periférica. En ninguno de los 3 casos así tratados se observaron manifestaciones secundarias, pero tampoco mejoría clínica.81 En otros 7 enfermos se inyectaron en la médula espinal células madre autólogas procedentes de la médula ósea. os efectos secundarios posoperatorios fueron transitorios. Después de 3 meses se observó una disminución de la pérdida de la fuerza muscular en los músculos proximales de los miembros inferiores en 4 pacientes y un ligero incremento de la fuerza en 2.82 Estos resultados crean perspectivas de que se pueda disminuir la progresión de la enfermedad mediante el tratamiento con células madre adultas,pero estos estudios están aún en una fase muy temprana,por lo que no se deben sobredimensionar las observaciones preliminares y esperar por investigaciones controladas a largo plazo para que no surjan falsas esperanzas y perspectivas desmedidas.

La esclerosis múltiple es otra enfermedad en la que se plantea la terapia celular con células madre como una posibilidad futura. Hasta donde conocemos, la aplicación clínica de células madre en esta entidad solo se ha realizado mediante el trasplante convencional de médula ósea.

La esclerosis múltiple es una enfermedad autoinmune compleja con características multifocales en que la vaina de mielina que cubre los axones se destruye en determinados sitios, lo que impide la transmisión de señales por las correspondientes neuronas.

Se ha planteado que los axones desmielinizados pueden con el tiempo remielinizarse espontáneamente, pero de una forma insuficiente para una recuperación completa. Los intentos que se han hecho para regenerar las células formadoras de mielina han tenido algunos éxitos, pero muy limitados, por el carácter multifocal de las lesiones.83 Por otra parte, en modelos experimentales de desmielinización se ha demostrado la remielinización de la médula espinal. después de la administración local o intravenosa de células procedentes de la médula ósea. 26 Sobre la base de estas observaciones, se ha comentado que la administración de células madre pudiera ser útil en el tratamiento futuro de enfermedades desmielinizantes, pero se ha sugerido que antes de llevar esto a la práctica, sería conveniente definir algunos puntos tales como: la fuente idónea de células madre para el trasplante, la ruta más apropiada para la administración de las células madre, lograr la persistencia y diferenciación de las células madre en el tejido receptor y la integración duradera y funcional en el tejido receptor de las células trasplantadas.83,84

Las experiencias en humanos con el trasplante de células madre en lesiones isquémicas cerebrales son escasas. En un estudio piloto realizado en 12 pacientes con infarto de ganglios basales, se implantaron en el cerebro, mediante cirugía estereotáctica, neuronas cultivadas. La evaluación evolutiva no mostró efectos adversos relacionados con el proceder. Con la aplicación de escalas evaluativas apropiadas, se pudo apreciar una mejoría significativa en los enfermos y la PET mostró mejoría de la captación de fluorodesoxiglucosa en el sitio de implantación en 6 de los 11 casos analizados.85

Con posterioridad. se hizo un ensayo clínico aleatorizado en que se aplicó el mismo proceso en 18 pacientes con ictus, 9 isquémicos y 9 hemorrágicos. Aunque en algunos pacientes se observó mejoría, que en varios de ellos se tradujo en una mejoría de sus actividades diarias, no se pudo demostrar un beneficio significativo de la función motora.86

Por otra parte, 5 pacientes con infartos cerebrales en el territorio de la arteria cerebral media, que recibieron por vía endovenosa células mesenquimales autólogas expandidas en cultivo, mostraron mejoría, comparados con 25 casos controles en que no se hizo este tratamiento.87 Otros 5 pacientes con infartos de ganglios basales y trastornos neurológicos estables fueron neurotrasplantados con células fetales porcinas. Después de 2 meses se apreció mejoría del lenguaje, de los trastornos motores o de ambas manifestaciones en 2 casos. En 3 enfermos no hubo efectos adversos, pero sí en los otros 2, pues en uno de ellos empeoró transitoriamente el trastorno motor y en el otro hubo convulsiones postratamiento.88

En un grupo de pacientes con accidente cerebrovascular agudo se utilizó eritropoyetina humana recombinante por vía endovenosa en altas dosis diarias durante los 3 primeros días después del accidente vascular. El tratamiento fue bien tolerado y se asoció con una mejoría clínica que se hizo evidente al mes. Se observó una tendencia a la reducción del infarto en los sujetos tratados en comparación con los controles.90

Todo ello abre nuevos caminos para la aplicación de los nuevos métodos de la medicina regenerativa en enfermedades cerebrovasculares y neurodegenerativas, entre otras enfermedades crónicas que no son curables con los métodos que se aplican en la actualidad.

Miopatías:

En algunos modelos experimentales en que se usaron ratones, se implantaron células de la médula ósea en los músculos dañados químicamente y se pudo comprobar que después de 5 semanas, se había conseguido la regeneración del músculo. Estas observaciones, junto con las realizadas en modelos de ratones con distrofia muscular tipo Duchenne, han abierto nuevas posibilidades para el tratamiento de enfermedades musculares, incluyendo las distrofias.21,91

La distrofia muscular se ha tratado de curar en ratones que tienen una mutación puntiforme específica en la proteína muscular distrofina. Para esto, en un determinado músculo de los animales se inyectaron células madre mesenquimales extraídas de la médula ósea de ratones normales histocompatibles. En los músculos inyectados se pudo apreciar evolutivamente la expresión de distrofina, lo que sugería que las células mesenquimales normales se diferenciaban en mioblastos y después se fusionaban con las células musculares del animal receptor con la consiguiente producción de distrofina normal. Se consideró que una limitante de este método era la poca posibilidad de aportar suficientes células normales a los músculos que permitieran la curación de la enfermedad, pues la inyección de todos los músculos del cuerpo no es una tarea que parece factible ni prudente.13

Sin embargo, estas experiencias en su conjunto favorecen la continuación de las investigaciones sobre la aplicación de la terapia celular en miopatías.

Diabetes mellitus:

El páncreas posee una función exocrina y otra endocrina dependiente de los islotes de Langerhans donde están situadas las células beta productoras de la insulina. La capacidad de replicación de estas células está limitada, por lo que se han explorado los trasplantes celulares para la curación de esta enfermedad.

Hasta el momento, no se ha caracterizado claramente la célula madre pancreática adulta; pero se han identificado varias células que pueden tener esta función, como son: las células madre que expresan nestina, marcador de célula madre neural, y las células ovales, que se consideran células madre hepáticas que pueden dar lugar a hepatocitos y a células de los conductos biliares. Como parte de las células madre existentes en la médula ósea, se han encontrado también células ovales.3,92

Muchos trabajos sugieren que la principal fuente de progenitores pancreáticos son las células maduras de los propios conductos pancreáticos, las que han mostrado gran capacidad de expansión, diferenciación y regeneración pancreática, después de la pancreatectomía.

Recientemente, han surgido algunas esperanzas para la cura permanente de la diabetes mediante el trasplante de islotes de Langerhans en el hígado de pacientes diabéticos, lo que ha despertado un nuevo interés en este campo.93 No obstante, como existen grandes limitaciones para la obtención de donantes de islotes, la posibilidad de tratamiento con esta conducta sería solo para un número pequeño de pacientes insulinodependientes. Además, la expansión in vitro de células beta diferenciadas hasta el momento no ha resultado eficiente.

Por lo tanto, se están explorando otras estrategias para lograr la expansión de células productoras de insulina. Con esta finalidad se han realizado varios experimentos con células madre embrionarias en modelos animales con resultados prometedores, pero muy limitados para su aplicación por los conocidos factores éticos relacionados con estas células. Por este motivo, en los últimos años han surgido las células madre adultas como posibles candidatas para el tratamiento de la diabetes. Además, estos criterios se apoyan en el conocimiento reciente de que las células madre son capaces de inducir inmunotolerancia, lo que ha planteado la posibilidad de que puedan resistir la autoinmunidad existente en la diabetes tipo I, aún después de diferenciadas en el paciente en células beta.92

Entre las células madre adultas sugeridas para su implantación en pacientes diabéticos, se encuentra la célula madre hematopoyética, lo que se considera una proposición muy atractiva. Una experiencia reciente realizada en ratones demostró la reversión de la diabetes experimental mediante trasplantes repetidos de médula ósea.94 Otros autores han señalado que una conducta lógica en la diabetes mellitus tipo I sería lograr un bloqueo inicial de la autoinmunidad, con la finalidad de facilitar el uso posterior más eficiente de la terapia celular con células madre.95

Todos estos resultados apoyan las investigaciones relacionadas con la inducción de inmunotolerancia, la aplicación de la terapia celular y posiblemente con la asociación de estos procederes, en la búsqueda de la curación de la diabetes mellitus.

También se han realizado algunas investigaciones acerca del uso de la terapia celular en la diabetes tipo II.

Los resultados obtenidos en modelos experimentales de diabetes tipo II han sido más limitados, pero han indicado que la terapia celular pudiera ser aplicable en esta enfermedad.96 En ratones obesos que desarrollan espontáneamente diabetes tipo II, se inyectaron en el plexo orbital células mononucleares humanas procedentes de sangre de cordón umbilical y se observó mejoría de la glucosa sanguínea y de la tasa de supervivencia. Esto sugirió que la aplicación de estas células pudiera ser otra modalidad de terapia con células madre en la diabetes mellitus.97 En fecha reciente, se comunicaron los resultados obtenidos en 16 pacientes diabéticos tipo II a los que se le implantaron, a través de la arteria esplénica, células mononucleares autólogas CD34 + CD38- provenientes de la médula ósea. No se reportaron complicaciones, y después de 90 días, el 84 % de los pacientes no recibía tratamiento ni con hipoglicemiantes orales ni con insulina. 98 Estos resultados son estimulantes, pero sería recomendable la evaluación de los pacientes durante un tiempo más prolongado y la realización de ensayos clínicos controlados con un mayor número de casos.

Enfermedades hepáticas:

La regeneración del tejido hepático es una propiedad bien conocida de este órgano, en el que, después de una hepatectomía parcial, las células remanentes pueden restaurar la celularidad hepática.Se ha expuesto que un compartimiento potencial de células madre hepáticas se encuentra en las ramas del árbol biliar intrahepático.20,99

Existen diferentes estudios que han puesto en evidencia la posibilidad de realizar terapia celular con células madre en hepatopatías y también se ha comprobado la capacidad de la médula ósea adulta para producir células con características morfológicas y funcionales de hepatocitos. 2,100 Se ha observado que el número de hepatocitos encontrados en el hígado derivados de la célula madre hematopoyética, dependen de la existencia o no de lesiones hepáticas y son más numerosos si existe algún daño hepático.20

En el orden experimental en modelos animales se ha comunicado que la administración por vía intravenosa de médula ósea o de células madre hematopoyéticas procedentes de la sangre periférica, podía producir una reducción notable de la viremia en casos de hepatitis B o C cuando las células madre eran transfectadas con interferón beta, y producir una inhibición de la fibrogénesis y apoptosis con desaparición de la fibrosis hepática en casos de cirrosis, cuando las células madre hematopoyéticas habían sido transfectadas con el factor de crecimiento hepatocítico.9

En experimentos también realizados en ratones, se comprobó la capacidad de las células de la médula ósea para curar enfermedades metabólicas como la tirosinemia tipo I. 101 Otra estrategia innovadora para el tratamiento de hepatopatías fue comunicada recientemente. Se ha señalado que la repoblación de los hepatocitos en las hepatopatías crónicas causadas por disfunciones de estas células, generalmente resulta insuficiente con los métodos convencionales. Así, en un modelo experimental realizado en ratas, se comprobó una repoblación masiva con los hepatocitos normales trasplantados, después que la proliferación de los hepatocitos residentes previamente dañados había sido bloqueada con la administración de retrorsina. Con este proceder hubo normalización de la estructura hepática y de su funcionamiento.21

Estas experiencias han resultado muy estimulantes para la continuación de las investigaciones en este campo de la medicina.

Nefropatías:

El riñón fue el primer órgano trasplantado con éxito. Sin embargo, esta no es la solución para gran parte de los pacientes con insuficiencia renal crónica que no cuentan con la posibilidad de un riñón para el trasplante. Por este motivo, se continúa en la investigación de otros métodos alternativos que puedan beneficiar a estos pacientes, entre ellos, la terapia celular, pues se ha comunicado que células procedentes de la médula ósea se pueden diferenciar en células renales, incluyendo células del mesangio, endoteliales, podocitos y células tubulares.102 En experimentos con animales se ha demostrado que la administración de células de la médula ósea genéticamente modificadas pueden aportar factores antinflamatorios y suprimir el daño renal en ratones con el síndrome de Goodpasture.103

Por otra parte, se han comunicado resultados satisfactorios con la utilización de los denominados túbulos renales bioartificiales en que se emplean células progenitoras epiteliales sobre membranas de fibra hueca que son permeables, tanto al agua como a los solutos. Este sistema de filtración se ha empleado como un aditamento extracorpóreo para el tratamiento de la insuficiencia renal crónica en animales de experimentación y se han comunicado algunas experiencias con resultados alentadores en pacientes con daños renales.104

Otros estudios:

• Pulmón. E n ratones en los que se provocó una lesión alveolar extensa con el uso de bleomicina, se observó la regeneración de nuevos neumocitos, después de la administración intravenosa de células hematopoyéticas procedentes de la médula ósea.105 Otros autores también han comprobado experimentalmente la regeneración de neumocitos en pulmones con lesiones alveolares extensas.9
• Piel. Desde hace algún tiempo se ha estado trabajando en diferentes tipos de cultivos para la expansión de queratinocitos humanos normales, con el objetivo de su utilización en pérdidas cutáneas extensas. 106 Estos métodos se han utilizado exitosamente para la expansión de queratinocitos autólogos y alogénicos que proporcionaron tejidos que se aplicaron en el tratamiento de quemaduras extensas.21,107

En los últimos años se han mejorado las condiciones de cultivo de las células epiteliales, que ya permiten no solo la expansión de queratinocitos, sino también de melanocitos y de células progenitoras de glándulas sebáceas y de pelos. Esto ha proporcionado un aspecto más natural a la piel cuando se hacen los trasplantes cutáneos con células cultivadas. Por lo tanto, el cultivo de células epiteliales se ha extendido a otros usos, como son la cicatrización de heridas y de úlceras crónicas de las piernas, reconstitución de la mucosa oral afectada por alteraciones gingivales o palatinas y también para la regeneración epidérmica después de la extirpación de grandes nevos, cicatrices, queloides o tatuajes.21

• Tracto digestivo. En la enfermedad de Crohn, una complicación compleja y difícil de tratar es la formación de fístulas, con frecuencia perianales. En el caso de las mujeres, se pueden presentar fístulas rectovaginales. Estas complicaciones afectan notablemente la calidad de vida de los pacientes.

Hace relativamente poco tiempo, se comunicó el caso de una paciente con una fístula rectovaginal recurrente que fue tratada exitosamente mediante la implantación de células madre adultas procedentes de la grasa obtenida mediante liposucción. 108

Más recientemente, se publicaron los resultados obtenidos en 5 pacientes con enfermedad de Crohn y fístulas anorrectales en que se utilizó ese mismo tipo de terapia celular. Uno de los enfermos fue excluido de la investigación por contaminación bacteriana del cultivo celular. En los 4 restantes, se trataron 9 trayectos fistulosos. La introducción de las células se hizo junto al orificio interno de la mucosa rectal. La evolución de 8 de estas fístulas fue seguida semanalmente al menos durante 8 semanas. Al final de este período, en 6 fístulas (75 %) se había logrado la epitelización del orificio externo y se evaluaron como cicatrizadas. Las 2 fístulas restantes (25 %) no cicatrizaron totalmente, pues en ellas solo se obtuvo un cierre incompleto del orificio externo, pero con una significativa disminución del flujo. 109 La ampliación de estas investigaciones, con la incorporación de mayor número de casos, contribuirá sin dudas a precisar la trascendencia de esta nueva modalidad terapéutica.

Aparato reproductor femenino:

• Endometrio. La regeneración del endometrio en cada ciclo menstrual es un requisito necesario para la reproducción. Las células que se diferencian para regenerar el endometrio son las células madre endometriales que se encuentran en su capa basal. Recientemente, se planteó la posibilidad de que la repoblación del endometrio se pudiera efectuar por células de procedencia extrauterina. En 4 pacientes que recibieron un trasplante de médula ósea alogénico con incompatibilidad en solo un antígeno HLA, se investigó la presencia en su endometrio de células endometriales derivadas de las células del donante, lo que se pudo comprobar en todos los casos. Estos hallazgos sugieren que células madre procedentes de la médula ósea pueden originar células endometriales y contribuir a la regeneración del endometrio.110 Estas observaciones abren un atrayente campo de investigación para la búsqueda de nuevas posibilidades terapéuticas de algunas situaciones en que la regeneración endometrial se encuentra afectada, como sucede en el síndrome de Asherman y en mujeres curadas de cáncer que han recibido radiaciones o quimioterapia.111
• Ovarios. Experimentos realizados en ratones hembras genéticamente estériles o en las que la esterilidad había sido provocada por quimioterapia, demostraron que el trasplante de médula ósea, o de sangre periférica alogénica, puede restaurar la producción de oocitos. Estos resultados identifican a la médula ósea como una fuente potencial de células madre que pueden inducir oogénesis.

Sin embargo, la capacidad de desarrollo y fertilización de estos oocitos no fue determinada.112 Por otra parte, se han expuesto dudas sobre algunos de los planteamientos realizados por los autores de ese trabajo, por lo que es recomendable ampliar las investigaciones que permitan esclarecer esta situación, y explorar nuevas posibilidades que faciliten la aplicación de material autólogo en el tratamiento de la insuficiencia ovárica prematura y de la infertilidad de causa ovárica.113

La recopilación de toda la información que se ha aportado nos ofrece una visión general de los avances que se han obtenido con la terapia celular, en particular con la aplicación de las células madre adultas procedentes de la médula ósea, así como sus perspectivas. Según han ido aumentando los conocimientos, han ido surgiendo también muchas interrogantes, gran parte aún sin respuesta, pero que seguramente la tendrán con la continuidad e incremento de las investigaciones. La terapia celular regenerativa es un proceder reciente que está aún dando sus primeros pasos y no se conoce hasta dónde se extiende el límite de sus posibilidades, por lo que aún queda un largo camino hasta que ellas se puedan definir. A propósito de esto, vale la pena recordar 2 expresiones que pueden ser aplicables en esta situación : “Caminante no hay camino, se hace camino al andar” (Antonio Machado , poeta español, 1875-1939) y “La única posibilidad de descubrir los límites de lo posible es aventurarse un poco más allá en el terreno de lo imposible” (Arthur C. Clarke, escritor inglés, 1917-).

Summary

Regenerative medicine. Stem cells in heart diseases

The application of regenerative medicine in patients with cardiovascular diseases has been the object of numerous researches in the last years, not only in acute processes as the myocardial infarction, but also in chronic ones, such as ischemic heart disease, or in both. Different sources of cells have been used. The first attempts were made at the laboratory with embryonic cells. Later on, autologous myocites taken from the skeletal muscle and previously cultured were injected. More recently, the already well-known adult hematopoeietic stem cell from the bone marrow appears as a “new star”. It is evident that the cells from the bone marrow have the capacity of differentiating into cardiomyocites. The mechanism through which it occurs has not been well elucidated yet. It is stated that it is due to the plasticity of the cells when they are directly injected in the ischemic area during a bypass surgery or by the intracoronary, transendocardeal or systemic route. Several studies have been reported in world literature, but most of them cover a small number of patients, and a few have a control group and they are non-randomized studies. The feasibility, efficiency and innocuousness of the procedure have been proved in them. However, there are still different questions about this procedure.

Key words: Hematopoeietic stem cell, myocardial infarction, ischemic heart disease, regenerative medicine.

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Recibido: 15 de mayo de 006. Aprobado: 2 de junio de 2006.
Dr. Porfirio Hernández Ramírez. Instituto de Hematología e Inmunología. Apartado Postal 8070, Ciudad de La Habana, CP 10800, Cuba. Tel (537) 643 8268, 643 8695. Fax (537) 44 2334. e-mail: mailto:ihidir@hemato.sld.cu