CELULAS MADRES Y MEDICINA REGENERATIVA

En la entrega del mando que hizo Clinton a Bush Jr. En la Casa Blanca le indico tres misiones a proseguir:
1. Continuar la búsqueda de nuevas fuentes de energía, teniendo en cuenta que las reservas de hidrocarburos llegan a su máxima producción, aproximadamente, al 2010. Producto de ello se esta empleando la energía solar a través de paneles solares y se investiga el empleo de hidrogeno como fuente energética.
2. Buscar un nuevo mundo para vivir, teniendo en cuenta los cambios producidos y que afecta la vida útil de nuestro planeta Tierra.
3. Toda persona con coeficiente intelectual mayor de 150 años debe vivir más de 150 años. Lo que indica un nuevo proceso de selección de la especie humana, esta vez, dirigido por la misma especie humana. Establecer como se producirá esta es parte de este artículo. Esto genera investigación científica y tecnológica destinada a prolongar la vida, y que, una de sus opciones intentaremos presentar en este artículo. Lo que constituye un ejemplo de que “la utopía de hoy es la realidad de mañana”
Hace ya más de 30 años se puede cultivar células fuera de su organismo. Esto constituye la base para el desarrollo de una nueva rama de la medicina, la medicina regenerativa, que a su vez esta compuesta de dos grandes vertientes:
1. La ingeniería de tejidos, que permite que a partir de células y mediante manipulación física y química logra la transformación de las células en tejidos específicos, como las válvulas cardiacas, las cuales son empleadas en la terapia reemplazo, sin la presencia de rechazo o empleo de medicaciones suplementarias para prevenir complicaciones posteriores, como ocurre con las prótesis valvulares tradicionalmente empleadas.
2. Terapia celular, que tiene la misión de recolectar, preservar y emplear células primitivas en el reemplazo de tejidos afectados.
Los científicos consideran que estas células primitivas tienen el potencial de tratar un mundo de enfermedades, discapacitantes y heridas. Investigadores de diversos grupos han demostrado la habilidad de las células primitivas para curar animales diabéticos, por ejemplo.
Sangre de Cordón umbilical.
En un proceso relativamente sencillo se puede obtener hasta 180 ml de sangre de cordón umbilical, mejor cuando la placenta todavía esta en el útero. Limpiando el cordón con alcohol y yodo, dejamos que el yodo repose unos 30 segundos antes de que este acceso nos permita extraer sangre de la vena umbilical.
Una vez colectado, la bolsa de transporte es enviada al centro de criopreservación, donde pasando a través de varios niveles de seguridad de asepsia y antes que el producto sea procesado es limpiado y colocado en la campana de flujo laminar Luego se sigue una metodología que ha sido publicada según la metodología de Pablo Rubinstein, que fue publicada en 1995.
Esta utiliza lo que se llama almidón hidroxietil. Este almidón junta a las células rojas en el producto y las ayuda a sedimentarse. Esto requiere de una temperatura y humedad adecuada, pero se requiere monitoreo de cuenta de partículas así como de la presión atmosférica, esto es, se mantiene una presión positiva.
Se procesa en un sistema de bolsas triple, que incorpora bolsas de 150 ml, de 200 ml y una bolsa para la preservación criogénica. De este modo las células rojas quedan en el fondo del reservorio, encima de esta capa de células rojas quedan una capa gruesa que hemos enriquecido y que contiene las células primitivas y sobre ella esta el plasma.
De este reservorio se retira las dos capas superiores y luego se retira la capa de plasma. Así se obtiene un volumen para criopreservación. Ese es el producto final. Ahora se debe agregar el criopreservante, dimetilsulfolane. Es un re-agente que penetra en la célula y la cubre. La protege por medio de criopreservación.
Una vez logrado la separación de las células se realiza a contar el número total de células enucleadas. Este procedimiento se realiza fijándolas con un marcador llamado CD34. Por supuesto también se hace una identificación ABORh.
Por su puesto se evalúa la viabilidad de las cuando llegan como luego del procedimiento. Este consiste en pruebas para esterilidad. Esto requiere de un sistema de detección automática donde se incuba aproximadamente por 7 días a 37° Celsius.
Luego la muestra es colocada en bolsas de criopreservación, bolsa que tiene multicomportamientos. Consisten de porciones de 5 ml. Estos permiten hacer pruebas de seguridad, estabilidad, identidad, pureza, potencia, y cualquier otra prueba antes de su empleo.
Ahora el producto es congelado en el congelador de radio controlado donde se baja la temperatura del producto aproximadamente un grado por minuto, hasta llegar a menos 90° grados. Cuando llega a menos de 90° grados, el producto es transferido a una mesa de congelamiento y de aquí es transferido al lugar de almacenamiento.
Este lugar de almacenamiento tiene la característica de ser todo de cemento, además debe tener un tanque de nitrógeno líquido. Además de un generador de respaldo para seguridad. Definitivamente también se debe contar con monitoreo de vigilancia, detectores de movimiento y demás seguridades.
¿Cómo se detectaron estas células?
Estas células fueron descubiertas hace ya varios años en el Children’s Hospital de Boston, en el laboratorio de terapia celular e ingeniería de tejidos.
Los investigadores estuvieron trabajando con muchos tipos diferentes de células por varios años. Pero ninguna de las células con las que trabajaban eran óptimas para las propiedades que necesitaban para medicina regenerativa. Y de esta manera siguieron trabajando y encontraron un número de células sean embrionarias, células de médula ósea de adulto y se propusieron establecer si algunas de estas células podrían ser óptimas para trabajar con en medicina regenerativa.
Así que cuando se empezó a trabajar y ver los efectos, se trabajo con placenta, de donde se obtuvieron muchos tipos celulares que existen en la placenta, que permitió regresar varias veces a un tipo especial de células que tenían propiedades muy interesantes. Mientras más se cultivaban, y más se analizaban, más se pensaban que se encontraron las células óptimas.
Para poner esto en contexto y entender porque es tan importante este descubrimiento, que ayuda a establecer el trasfondo descrito de las diferencias entre diversas células primitivas es necesario detenernos y establecer hasta tres dimensiones diferentes y que resultan indispensables entenderlas para determinar la trascendencia de lo estudiado.
La habilidad pluripotencial es la habilidad de una célula a diferenciar o convertirse en otro tipo de tejidos de un organismo viviente. Esto es muy importante para la medicina regenerativa, por que si se esta tratando de, por ejemplo, enfermedades cardiacas, no se puede penetrar y hacer una biopsia de corazón para tomar una muestra y establecer una terapia. Seria muy riesgoso. Lo mismo es valido para muchos otros tipos de células que se pudiera desear. Así que tener una célula que pueda convertirse en otros tipos de células es muy importante para la medicina preventiva. Pueden convertirse en cualquier tejido del cuerpo humano. Para eso están diseñadas y programas por la naturaleza.
Potencial proliferativo, que es definido por la mayor o menor facilidad para hacer que una célula en particular crezca en cultivo. De las células con capacidad pluripotencial no todas tienen igual grado de proliferación. Lo que constituye una limitación para el proceso de medicina regenerativa.
Seguridad manifestado por el requerimiento de un procedimiento invasivo para poder obtenerlas, como ejemplo de médula ósea, o como sabemos que hay células madres en el cerebro. Estas son tal vez células valiosas, pero requieren procedimientos invasivos para obtenerse. Y, al mismo tiempo, administrarlas al paciente trae a colación otras cuestiones de seguridad. Así, sui las células tiene una gran capacidad de reproducción pueden formar teratomas o formar cáncer si se colocan en un organismo vivo.

Hasta aquí se pueden distinguir tres grupos de células, pero empleando los criterios antes mencionados es necesario evaluar sus diferencias.
Las Células madres embrionarias son pluripotenciales, pueden convertirse en cualquier tejido del cuerpo humano, total para eso están diseñadas y programadas por la naturaleza, pero en muchas maneras, son muy pluripotenciales, muy ansiosas de convertirse en otros tipos de células, cuando están en cultivo a menudo se diferencian espontáneamente en una mase de tejido. Es muy difícil controlar la diferenciación de estas células.
Por su lado las células madre de adulto, denominadas así a las células obtenidas de médula ósea de adulto o de la sangre de cordón umbilical son menos pluripotenciales porque ya tienen grado de diferenciación, por ello son posibles de marcar con CD34. Son mayoritariamente empleadas en enfermedades de la médula ósea. Son mucho más difíciles en cultivos para causar que se conviertan en otro tipo de célula. Por ejemplo, las células madres hematopoyéticas, el ingrediente activo de la sangre de cordón umbilical, en realidad está programadas por la naturaleza para convertirse en glóbulos rojos, glóbulos blancos o plaquetas. Pero si requiere terapia para otra indicación fuera de la sangré o del sistema inmunológico, las células madres hematopoyéticas son más difíciles de trabajar. Así que la habilidad pluripotencial es un aspecto muy importante de los tipos de células.
Las células embrionarias son altamente proliferativas, están programas por la naturaleza para multiplicarse muy rápido. Pero por estas mismas razones muy difíciles de trabajar. Son tan proliferativas que se vuelven poco estables en el cultivo. Por su lado las células madre adultas pueden ser muy difíciles de cultivas. La sangre de cordón umbilical, por ejemplo, ha sido muy difícil de expandir en cultivo. Ha sido investigada, algunos grupos han hecho progreso. Pero aún así una unidad de sangre de cordón es suficiente para dar tratamiento a un paciente, hoy en día.
Imaginando, un poco el futuro, en un mundo en donde la medicina regenerativa puede curar una gama de enfermedades, pueden imaginarse un padre o un paciente tratando de regresar y tener acceso múltiple a sus células madre. Así que las diferencias entre las dos células es importante tener en cuenta.
La seguridad es otro aspecto importante, pues las células madre de adulto requieren de un procedimiento invasivo para poder obtenerse. Como es la médula ósea, y hoy se sabe que estas células son encontradas en cualquier tejido del cuerpo humano, inclusive en el cerebro. Estas sean las células más valiosas, pero al requerir procedimientos invasivos para obtenerlas o administrarlas al paciente trae otros aspectos de seguridad que hay que tener en cuenta. Las células embrionarias, por su lado, tienen la capacidad de formar teratomas o cáncer cuando se colocan en un organismo vivo.
Pero existen un tercer tipo de células madres obtenidas de la placenta, que conservando la capacidad pluripotencial, al menos en ratones no forman teratomas. Así que son más seguras que las células madres embrionarias en este sentido. Es decir, son menos salvajes que las células embrionarias en este aspecto. Lo que constituye una ventaja inmensa para medicina regenerativa.
Pero las células madres placentarias al ser analizadas en su capacidad de formar tipos de tejidos se encuentra que puede desarrollar tejidos de cada una de las tres áreas dermales de desarrollo.
Además las células madres placentarias son altamente proliferativas. Esta descrito que duplican su población cada 36 horas. Si se proyecta esto y hacemos números, puede empezar con una muestra de células del tamaño de un grano de arena en el primer día, y luego de seis meses, duplicando cada 36 horas, se tendría suficientes células para llenar una esfera del tamaño de la tierra si no se perdiera ninguna en el trayecto. Lo importante es que se mantiene su habilidad pluripotencial, manteniéndose estable y sin formar cáncer. Por lo que se puede decir que son seguras y se obtienen inofensivamente de tejido que de otra manera es desechado. Adicionalmente no son controversiales. No hay daño a la madre ni al hijo en el proceso. Finalmente, es la habilidad terapéutica de estas células de las que se habla en este momento.
Ante estos hechos el horizonte es fascinante. Pero surge la interrogante, si ante este hecho científico, ¿todavía es útil la recolección de la sangre de cordón umbilical? En realidad la utilidad de la sangre de cordón umbilical esta perfectamente establecido, los transplantes de médula ósea tienen más de 35 años de antigüedad. La sangre de cordón umbilical ha sido usada como una fuentes de células madres desde fines de los 80’s. De hecho, más de 70 enfermedades se han beneficiado de las células madres que se cultivan de la sangre del cordón umbilical o de sangre periférica. Sin embargo, es necesario enfatizar que estas aplicaciones están limitadas a las enfermedades de la médula ósea. Entre estos, síndromes de fallas de médula ósea, desordenes de la sangre, metabólicos e inmunológicos. Así que los tipos de células que se encuentran en la sangre del cordón son en su mayoría hematopoyéticas por naturaleza. Obtener su capacidad proliferativa ha sido difícil. Pero hoy la sangre de cordón umbilical tiene unas aplicaciones interesantes, como son las reparaciones cardiacas posteriores a infarto de miocardio y enfermedades neuro-degenerativas como el Alzheimer y el Parkinson, y de hecho, en lesiones de la médula espinal. Así que la sangre de cordón umbilical es una terapia comprobada.
Pero cuando vemos los potenciales terapéuticos de las células madres placentarias y se inicie su recolección rutinaria, la gama de enfermedades que se pueden controlar indica que la placenta no solo posee progenitor hematopoyético sino células que tienen la habilidad de diferenciarse, por ejemplo en tejido pancreático o músculo miocárdico. Estamos viendo células que pueden convertirse en nervio, en hueso, en hepatocito. Esto implica el potencial de usarlas en el tratamiento de diabetes. Imaginemos su potencial uso en enfermedades cardiovasculares o del hígado. Esto son enfermedades que afectan a una mayor proporción de la población. En la actualidad estos usos terapéuticos no están reducidos a la práctica. El potencia de estas células ofrecen es algo que debe impulsarnos a establecerlo como forma terapéutica en el Perú.
Las células madres placentarias se obtienen por un procedimiento que se inicia por la recolección del tamaño indicado de tejido placentario, que es más o menos de 7 a 8 cm. alrededor de donde se implanta el cordón umbilical. Luego tiene que asegurarse de trasladar con la mayor seguridad posible, manteniéndolo alimentado con el mismo criopreservante y asegurarse que el medio de transporte este bien frío.
Al llegar al laboratorio se extrae la membrana materna porque solamente se desea procesar el tejido fetal. También se extrae el tejido fibroso y luego pasa a l proceso de descontaminación.
Luego se procede a la degradación mecánica, esto es, empleando una campana de flujo laminar el tejido es colocado en placa de Petri donde se corta en cuadrados de menos de un centímetro cuadrado. Esta parte del tejido sea desagregadazo mas adelante sobre un filtro estéril, la que es colocado sobre un tubo estéril cónico y se procede al lavado a fin de liberar las células al mismo tiempo que permite obtener una suspensión de células.
Una vez preparados, las células forman una muestra de pre-procesamiento antes de la criopreservación. Esto se realiza por medio de un contador celular automatizado. Igualmente se procede a observar la esterilidad de la muestra, esto mediante inoculación en medios de cultivo y colocado en una sistema de monitoreo bacteriológico. El cultivo será almacenado por 14 días a 37° C.
También las células serán probadas por citometría de flujo. Las células serán congeladas similarmente que la sangre de cordón umbilical en un congelador de tiempo congelado, el cual lo congela a una temperatura de menos de 90° grados. Luego es llevado a las congeladoras de almacenamiento de largo plazo. En ella se esta evaluado la viabilidad de las células. La viabilidad se realiza por empleo de un tinte llamado 7-AAD que se interpola en el ADN si no es viable. Si no hay tinción, la célula esta viable y procede a comenzar el proceso de criopreservación.
Mientras el potencial de la sangre de cordón umbilical se expande a enfermedades extramedulares por el empleo de técnicas físico-químicas, el potencial de las células madres placentarias es mucho mayor al no ser células CD34, y por ello el panorama terapéutico es promisorio, al menos hasta que se establezca otras formas de terapia, como la genómica, ahora que se tiene lectura completa del código genético humano. Por ahora se esta desarrollando una serie de modelos inmunológicos con resultados adecuados.
Referencias Bibliográficas.
Strategic Research Institute 5th Stem Cell & Regenerative Medicine, October 2005 Pittsburgh PA.
Strategic Research Institute 6th Stem Cell & Regenerative Medicine, October 2006 Pittsburgh PA.
European Stem Cells & Regenerative Medicine Congress London, United Kingdom June 2006.
Committee on the Biological and Biomedical Applications of Stem Cell Research, Commission on Life Sciences, National Research Council, Board on Neuroscience and Behavioral Health, Institute of Medicine. Stem Cells and the future of Regenerative Medicine 2002.