El futuro de los trasplantes

Posted on 5 septiembre, 2012

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Por Alejandra Folgarait
Los llamados desesperados que piden corazones para trasplantes se han convertido en una costumbre bien argentina. Y las colectas para pagar tratamientos experimentales en el exterior continúan, a pesar de las advertencias de las autoridades sanitarias en contrario. Más allá de la pátina de “milagro” con que se publicitan aún muchos trasplantes, lo cierto es que se han transformado en una práctica médica cotidiana y en garantía de sobrevida para muchos pacientes. El problema es que la demanda supera ampliamente a la disponibilidad de órganos.
En la Argentina se trasplantan diferentes órganos (riñón, hígado, corazón, pulmón, páncreas, intestino) y tejidos (córneas, piel, huesos) provenientes de donantes cadavéricos. También se permite el trasplante de médula ósea (las llamadas “células madre hematopoyéticas”) y de personas vivas. Pero ni unos ni otros alcanzan.
Según indica el Incucai, hay 6.986 pacientes que esperan hoy un órgano. En 2011, se obtuvieron 1450 órganos que permitieron realizar 1.377 trasplantes en el país, una cifra récord pero muy insuficiente para satisfacer las necesidades de la población. Por eso, la perspectiva de fabricar órganos en los laboratorios entusiasma a muchos especialistas y pacientes a la espera de una solución.
La aparición del corazón artificial, implantado por primera vez por el argentino Domingo Liotta y el norteamericano Denton Cooley en 1969 y perfeccionado sucesivamente desde entonces, mostró que es posible realizar la fantasía del hombre biónico alimentada por la literatura, desde Frankenstein, y por el cine, con sagas como la de Terminator.
Hoy existen dispositivos biónicos para devolverles la vista a algunos ciegos, el oído a los niños nacidos sordos, o la destreza a la rodilla de un futbolista. Los implantes de electrodos en el cerebro ayudan –experimentalmente todavía– a los pacientes con Parkinson a controlar sus movimientos, y a algunos depresivos crónicos a salir de su profunda tristeza.
Las prótesis de cadera se han tornado tan cotidianas como los implantes de dientes. Hay piernas artificiales que permiten escalar montañas y correr maratones a atletas como el sudafricano Oscar Pistorius. La agencia de defensa norteamericana Darpa desarrolló incluso un brazo robótico que puede ser controlado mediante un chip implantado en el cerebro, que está en etapa de prueba.
Si bien las prótesis son recibidas como bendiciones por los pacientes, no todas están exentas de riesgos. La semana pasada, expertos británicos alertaron en la revista The Lancet sobre el peligro de los reemplazos metálicos de cadera, advirtiendo que deben evitarse en el futuro. En cuanto a algunos de los implantes de mamas usados con propósitos estéticos o reparadores, generaron recientemente un escándalo mundial por sus efectos adversos y están en la mira de las agencias regulatorias.
Con toda la maravilla que producen las prótesis biónicas, lo cierto es que una cosa es una máquina artificial que pueda hacer lo mismo que un miembro humano y otra muy distinta conseguir un órgano de reemplazo elaborado con material biológico. Es en este último campo donde yacen los mayores desafíos y, también, los avances científicos más interesantes.
A la cabeza de todos los progresos se encuentra el cirujano y urólogo Anthony Atala, director del Instituto de Medicina Regenerativa de la Universidad de Wake Forest, en Estados Unidos. En su laboratorio ya se desarrollaron vejigas y uretras para implantar en pacientes, válvulas cardíacas y piel trasplantable a soldados con quemaduras.
“La estrategia ideal es usar las propias células del paciente para generar los órganos”, señala Atala a El Guardián. “Para las vejigas y uretras, tomamos una pequeña biopsia de un órgano del paciente y multiplicamos las células en el laboratorio”. Respecto del andamio o matriz sobre la que se montan las células, Atala afirma que “son toda una ciencia en sí misma”. Los moldes “pueden ser naturales o sintéticos. Por ejemplo, podemos remover todas las células de la válvula cardíaca de un cerdo para usar la estructura como andamio para las células del propio paciente, obteniendo así una válvula perfecta de reemplazo que no genera rechazo inmunológico. En otros casos, se pueden hacer los moldes desde cero en el laboratorio, usando materiales como el colágeno”, explica Atala.
El investigador norteamericano y sus colaboradores están trabajando en la creación de un riñón, un hígado, piel y hasta intestinos bioartificiales a partir del tapizado de estructuras tridimensionales con células humanas, obtenidas del paciente o de placentas. El truco está en el medio de cultivo de las células, que deben tener los nutrientes y las condiciones físicas adecuadas (temperatura, luz, presión, espacio) para multiplicarse. El método de cultivo celular desarrollado por Atala permite obtener en seis semanas una capa de células tan grande como para cubrir un estadio de fútbol.

La madre de todos los trasplantes
Existen distintos tipos de células madre o stem cells. Las obtenidas de embriones tempranos permiten generar cualquiera de los 200 tejidos diferentes del organismo. Las extraídas de la médula de los huesos adultos, en cambio, sólo generan algunos tipos celulares. Pero todas están siendo manipuladas en los laboratorios para que reemplacen tejidos y órganos enfermos.
El uso de células madre hematopoyéticas (obtenidas de la médula ósea) para “regenerar” órganos por dentro se está experimentando actualmente en distintas partes del mundo para tratar infartos y otras cardiopatías severas. Pero esas células tienen otras aplicaciones posibles. Este año, científicos argentinos y brasileños comenzarán un importante estudio clínico binacional para implantar células madre de la médula ósea en pacientes que hayan padecido recientemente un accidente cerebrovascular (ACV). Si la investigación recibe luz verde de las autoridades sanitarias, será la primera vez que se estudie científicamente la eficacia de células madre para tratar un trastorno neurológico en pacientes argentinos.
“Antes se pensaba que las stem cells reemplazarían a las que células que habían muerto durante el ACV, pero ahora pensamos que lo más importante no es la función regenerativa de las células madre sino su capacidad para producir moléculas y factores bioquímicos que faciliten la recuperación de neuronas y células de la glía del cerebro”, anticipa Gustavo Sevlever, director de Docencia e Investigación del instituto Fleni, que participará junto con el Cemic y otros seis centros brasileños en el trasplante experimental de células madre a pacientes con ACV.
“Es un momento muy importante para la medicina, ya que se está produciendo la convergencia de diferentes tecnologías: las células madre, los nuevos biomateriales, la nanotecnología y las imágenes en 3D”, se entusiasma Sevlever. “No puedo predecir cuánto tiempo llevará desarrollar esta tecnología de trasplantes con células madre, pero sin duda hay un fuerte impulso a todas las terapias biológicas en tanto la industria farmacéutica tradicional se está agotando”.

Órganos tridimensionales
El año pasado, científicos de Harvard fabricaron con las células madre de un paciente oncológico una tráquea artificial, que luego pudo serle implantada de modo tal de que pudiera respirar normalmente. En verdad, los trasplantes de tráquea bioartificial fueron iniciados en 2008 por el cirujano italiano Paolo Macchiarini, quien fabricó e implantó varias en Barcelona y Estocolmo. Claro que no todo son rosas en los tratamientos experimentales. Un paciente norteamericano al que Macchiarini había implantado en enero pasado una tráquea sintética de plástico recubierta con sus células murió días atrás.
De todos modos, Macchiarini sostiene que en el futuro será relativamente fácil producir tráqueas, esófagos y músculo esquelético a partir del molde del órgano fabricado con la matriz extracelular de células humanas o animales desecadas. “La clave es obtener órganos humanos o animales muertos y desceluralizarlos para obtener una matriz que no provoque reacciones inmunológicas”, dice el investigador del Centro de Medicina Regenerativa del Instituto Karolinska, en Suecia. Básicamente, el proceso consiste en vaciar de células un órgano cadavérico sin dañar sus vasos ni su estructura, de modo de poder rellenar la matriz luego con células madre de cualquier paciente que necesite el órgano. “En los próximos diez años tendremos varios órganos bioartificiales disponibles para reemplazo”, afirma el científico, quien apuesta también a la posibilidad de regenerar los órganos desde dentro del organismo con el uso de células madre y factores bioquímicos.
Más allá de las stem cells de la sangre, el desarrollo de células madre a partir de embriones humanos –conocidas como ESC– o de células adultas modificadas con cuatro genes para volver su reloj a cero –llamadas IPSC– reavivó el campo de la generación de órganos en probetas. “Las células IPSC son ideales porque provienen del propio paciente adulto y no generan rechazo inmunológico, pero aún no sabemos si la incorporación de genes es segura para trasplantar”, evalúa Sevlever.
Claro que producir un órgano a medida de cada paciente puede resultar carísimo y llevar más tiempo del que resta para salvarle la vida. “Más allá de las cuestiones técnicas a resolver, serán los costos prohibitivos más que los asuntos de seguridad los que restrinjan la aplicación de esta terapia en el futuro próximo”, advirtió Julia Polak, especialista en medicina regenerativa del Imperial College de Londres, en la revista Lancet.
“En el siglo XX, pasaron 50 años entre la idea de hacer un trasplante y la realización del primero en un paciente. En este siglo, el desarrollo de nuevas tecnologías va a generar órganos en los laboratorios en mucho menos tiempo”, reflexiona Carlos Soratti, presidente del Incucai. “El futuro es muy alentador, pero hay que poder combinar el entusiasmo y el optimismo de las nuevas tecnologías con la prudencia para no producir daños a los pacientes. Por el momento, todos los procedimientos con células madre y órganos bioartificiales son experimentales”, advierte el funcionario responsable de los trasplantes en la Argentina.
Según el gurú tecnológico norteamericano Ray Kurzweil, la humanidad estará en el futuro tan unida a las máquinas que, a partir del año 2045, habrá que considerar el surgimiento de una nueva especie poshumana. El pronóstico de Kurzweil suena a Fringe, sí. Pero los órganos bioartificiales no existen en universos paralelos sino acá a la vuelta.

Imprimir un riñón usando células en vez de tinta
La última moda en generación de órganos en el laboratorio es el uso de impresoras 3D que utilizan células en lugar de tinta, las que se depositan automáticamente sobre una superficie gelatinosa que funciona como matriz biodegradable.
El cirujano Anthony Atala utiliza actualmente impresoras en su laboratorio de la Universidad Wake Forest para producir tejidos diversos capaces de recubrir estructuras tridimensionales. Así, por ejemplo, creó desde una oreja hasta un riñón.
En Bélgica, un consorcio público privado recientemente imprimió en tres dimensiones una mandíbula que fue implantada con éxito en una mujer que necesitaba una reconstrucción facial. En este caso, la impresora láser depositó partículas de titanio de acuerdo con el modelo tridimensional de la cara de la paciente. El próximo desafío es sumar células madre al implante metálico, evitando el trasplante de hueso.
Por su parte, científicos austríacos anunciaron la semana pasada haber logrado un récord en la impresión de nanoestructuras, lo cual será de gran utilidad para fabricar los moldes de órganos que se revestirán en el futuro con células. Según Jan Torgersen, de la Universidad Tecnológica de Viena, su impresora láser 3D funciona con un nuevo método llamado “litografía de dos fotones” para fabricar estructuras a razón de 5 metros por segundo. La gran ventaja de esta nueva impresora es que permite armar el molde y depositar las células al mismo tiempo.
REVISTA EL GUARDIAN