Preguntas Frecuentes

La medicina regenerativa implica reparar los estados de enfermedad subyacentes en lugar de solo tratar los síntomas. También incluye la “fabricación” de nuevos tejidos y órganos para reparar o reemplazar aquellos tejidos u órganos que no funcionan al 100% debido a la edad, enfermedad, daño o condición congénita. Este campo tiene la promesa de regenerar tejidos dañados usando “terapias celulares”.

La esperanza en la medicina regenerativa es que los médicos y científicos puedan cultivar tejidos y órganos completos en el laboratorio e implantarlos de manera segura cuando el cuerpo no pueda curarse a sí mismo. Esto aborda la enorme necesidad clínica que no puede satisfacerse mediante trasplantes, porque la disponibilidad de órganos de donantes satisface solo una fracción diminuta de la necesidad.

Las instalaciones de investigación de medicina regenerativa están ubicadas en el Texas Heart Institute, el edificio Denton A. Cooley. Las áreas de investigación de medicina regenerativa en THI incluyen: terapia celular y génica para el tratamiento de enfermedades cardiovasculares; perfilado de células; ingeniería de tejidos de órganos bioartificiales y vasculatura; programación y reprogramación celular; prevención de enfermedades basada en células; investigación de células madre y células cancerosas; el envejecimiento como falla de las células madre; diferencias de sexo en terapias basadas en células cardiovasculares y vasculares; y terapia de células autólogas para tratar y retrasar la progresión de la enfermedad.

La medicina regenerativa es un campo multidisciplinario que emplea a biólogos (celulares, moleculares, bioquímicos), ingenieros (biomédicos, mecánicos, eléctricos) y personal médico (cirujanos, cardiólogos, enfermeras de investigación) para trabajar juntos. Los equipos de medicina regenerativa emplean trabajadores con BS, BSN, MS, Ph.D., MD, DVM y otros títulos avanzados.

El campo de la medicina regenerativa es diverso y abarca muchas disciplinas clínicas y de investigación. No existe una sola sociedad u organización que represente completamente la medicina regenerativa, sin embargo, a continuación se encuentran algunos recursos con información más detallada.

• INFORME NIH
• Red de investigación de terapia celular cardiovascular NIH NHLBI
• Alianza para la Medicina Regenerativa
• FDA para los consumidores: la investigación con células madre adultas se muestra prometedora
• FDA ¿Qué son las células madre y cómo se regulan?
• Preguntas frecuentes sobre la información sobre células madre de los NIH
• Ensayos clínicos de los NIH.gov 

Las células madre son células inmaduras que existen en todos a lo largo de la vida y tienen la capacidad de convertirse en células más especializadas. Las células madre existen en prácticamente todos los órganos y tejidos, en la médula ósea y en la sangre. Tienen el potencial único de convertirse en cualquiera de los tipos de células especializadas de nuestro cuerpo. Las células madre tienen dos características principales: (1) la capacidad de multiplicarse o autorrenovarse y (2) la capacidad de "diferenciarse": convertirse en diferentes células especializadas.

Las células madre se aíslan de tres fuentes principales: nuestra médula ósea, nuestra sangre y nuestros tejidos, como la grasa, los músculos, el corazón, la piel, etc.

Una forma en que las células madre adultas pueden reparar el corazón es inyectándolas en el corazón, donde se “regeneran” en nuevo tejido muscular cardíaco y nuevas células de los vasos sanguíneos.

Sí. Las células madre se utilizan actualmente en ensayos clínicos. De hecho, varios grupos de investigación están estudiando el uso de células madre sanguíneas, también conocidas como células madre hematopoyéticas. Además del uso bien conocido en los regímenes de tratamiento del cáncer (es decir, trasplantes de médula ósea), las células madre se usan actualmente en ensayos clínicos para una variedad de afecciones cardíacas y vasculares, que incluyen: insuficiencia cardíaca, ataques cardíacos, enfermedad vascular periférica, cardiomiopatía y accidente cerebrovascular. Para obtener más información sobre los ensayos clínicos actuales, consulte www.clinicaltrials.gov. y “Búsqueda de estudios”.

La identificación de células madre en la sangre puede determinar qué pacientes tienen más probabilidades de responder a la terapia con células madre e indicar quiénes no. Los tipos de células madre en la sangre también pueden potencialmente brindarle una idea de su salud relativa en comparación con otros en su categoría de edad.

Estamos estudiando las diferentes poblaciones de células en la sangre para ayudar a determinar qué pacientes tienen más probabilidades de responder a la terapia con células madre. En este momento, hemos identificado células madre que pueden ser importantes y las estamos probando en estudios en curso.

Los investigadores están desarrollando métodos para utilizar las propias células madre de un paciente para el tratamiento de enfermedades del corazón. Sin embargo, esta puede no ser la mejor fuente de células terapéuticas, dependiendo de la salud del paciente. Por ejemplo, se están investigando células de sangre, tejido adiposo y médula ósea. En algunos casos, los médicos pueden necesitar utilizar células de un donante.

Hay experimentos que han demostrado que las células madre femeninas son más potentes y tienen más longevidad que las células madre de machos

Los biorepositorios (o biobancos) son esencialmente "bibliotecas" donde las muestras biológicas (material tomado del cuerpo humano, como tejido, sangre, plasma, células y orina) se conservan y se ponen a disposición de los científicos y médicos para que las estudien o evalúen en una fecha posterior.

Los biorepositorios permiten a los investigadores estudiar las muestras biológicas de cada paciente a un nivel más profundo (celular o molecular), lo que puede revelar los mecanismos subyacentes involucrados en la progresión o reparación de la enfermedad después de un tratamiento y, en última instancia, mejorar las terapias futuras.

El “perfilado” de especímenes involucra el uso de varias técnicas para identificar cualquier variable o característica única en el espécimen biológico del paciente que esté asociada con su edad, sexo/género, enfermedad, condición médica o respuesta a tratamiento.

Porque toda la sangre y las células dentro del corazón han sido extraídas y el andamio restante aparece de color blanco translúcido.

El corazón se descelulariza para que la estructura no celular del órgano (conocida como matriz extracelular) pueda servir como andamio. El corazón descelularizado conserva el "marco" extracelular del órgano, incluidas las cámaras, las válvulas y los vasos sanguíneos, aunque se han eliminado todas las células vivas. Luego, el andamio se puede volver a sembrar con células madre adultas sanas que pueden "regenerar" el corazón en un órgano sano y funcional. Eventualmente, la esperanza es que estos corazones regenerados puedan ser trasplantados a pacientes.

Dependiendo del tamaño del corazón, la descelularización puede tardar de 30 a 120 horas.

Sí, en el THI estamos probando varios tipos de células madre adultas que se pueden usar para recelularizar corazones que previamente hemos descelularizado. Esta es la forma en que estamos "cultivando" corazones en el laboratorio.

No, las células embrionarias no se utilizan para regenerar corazones humanos. En THI estamos probando varias células madre adultas para hacer crecer corazones.

La idea es usar las propias células madre del paciente para evitar la necesidad de medicamentos contra el rechazo como los que se requieren para los pacientes de trasplante de órganos. Sin embargo, dependiendo de los resultados de nuestro estudio de células madre sanguíneas que determinan la respuesta a la terapia, podemos usar células madre de donantes.

Debido a que la reconstrucción de los órganos a su capacidad funcional completa es extremadamente difícil, estimamos de 10 a 15 años antes de que estos órganos puedan estar listos para el uso humano. Sin embargo, en el camino estamos desarrollando parches cardíacos, válvulas y otras terapias que llevarán menos tiempo que construir un órgano completo.

La naturaleza multidisciplinaria del trabajo que hacemos atrae a investigadores de una variedad de antecedentes en las ciencias biológicas, la ingeniería y la medicina. Tengo una licenciatura en biología y ciencias físicas, un doctorado en farmacología y formación posdoctoral en biología molecular y cardiología. Pero en mi laboratorio tenemos ingenieros (biomédicos y eléctricos), cirujanos, cardiólogos, fisiólogos y biólogos celulares. Tienen doctorados, doctores en medicina, maestrías, licenciaturas y títulos de secundaria. Los requisitos específicos de educación y capacitación varían según el área que le interese y el rol que desee desempeñar. Sin embargo, diría que un requisito universal es la capacidad de pensar y sentir pasión por el trabajo que haces todos los días.

Veo ambas situaciones beneficiándose de esta ciencia y tecnología. Debido a que estos órganos se pueden recelularizar con las propias células de un individuo, lo más probable es que los nuevos órganos se utilicen para trasplantes planificados. Si una válvula cardíaca o un parche cardíaco funcionan sin células, o si algún tejido solo requiere un baño de células durante unos días, entonces también podríamos usar el método para algunos trasplantes de emergencia.

En medicina regenerativa, el plan es hacer crecer órganos para todo tipo de pacientes. Si el paciente puede recibir un órgano de un donante adecuado en el momento oportuno, lo más probable es que ese sea el camino a seguir. Sin embargo, hay muchos pacientes que están esperando una compatibilidad adecuada o tienen muchos otros factores que no les permiten estar en una lista de trasplante. Podremos trabajar con esos pacientes.

Es importante recordar que cuando recibe un trasplante de órgano hoy, lamentablemente está intercambiando un problema por otro, porque ahora tiene que evitar el rechazo del nuevo órgano. Esto generalmente se maneja tomando medicamentos que ayudan a prevenir el rechazo por el resto de su vida. Estos medicamentos pueden tener efectos secundarios como presión arterial alta, diabetes y, a menudo, dañar los riñones y la vasculatura.

Por eso queremos construir órganos o tejidos usando tus propias células. De esa manera, no solo puede tener un nuevo órgano, sino también evitar la necesidad de tomar medicamentos para prevenir el rechazo que pueden causar otros problemas. Si podemos tener éxito en esta área, sospecho que cualquier persona que necesite un trasplante pero que pueda esperar el tiempo que lleva construir uno se beneficiará. Dicho esto, si existen donantes de órganos, no creo que nadie diga que no a esa ruta, que ha demostrado ayudar a muchas personas en situaciones de falla de órganos que amenazan la vida. Tener ambas opciones disponibles ayuda a tratar mejor a los pacientes que necesitan este apoyo crítico.

Vemos que esta metodología se utiliza para todos los órganos. Sin embargo, la anatomía y la fisiología de algunos órganos son mucho más complejas que las de otros. Un corazón es más desafiante y más complejo que un hígado, por ejemplo. Sabiendo esto, sospechamos que el hígado será el primer órgano creado mediante bioingeniería en ser trasplantado, probablemente para pacientes con insuficiencia hepática aguda. Aún así, se necesitan todos los tipos de órganos y esperamos que esta metodología ayude a abordar esas necesidades.

Podemos descelularizar cualquier tejido que reciba suministro de sangre, incluidos los intestinos, el páncreas y la piel.

En nuestra técnica de descelularización, la composición de la matriz extracelular y la arquitectura del tejido que estamos despojando permanece intacta. Dado que ambos componentes no se dañan durante la descelularización, podemos aprovechar el andamio perfecto que la naturaleza ya ha creado para nosotros. Esta matriz y andamiaje en realidad ayudan a instruir a las células que crecen en él y se aseguran de que se organicen para crecer y convertirse en un órgano funcional.

Algunos de mis colegas en el campo están desarrollando tejidos, como el intestino y la piel. Según tengo entendido, estos otros tejidos funcionan bien en entornos de baja presión, como el lado derecho del corazón, pero en entornos de presión arterial alta, los tejidos delgados como el intestino y la piel tienden a fallar. Sin embargo, eso no significa que no puedan ser útiles; se están utilizando para heridas y para la reconstrucción mamaria y parecen estar funcionando para estas aplicaciones. Entonces, si bien las hojas simples de tejido como el intestino y la piel pueden funcionar muy bien para tratar cosas como las quemaduras, no funcionarán para construir un corazón, que es donde se encuentra actualmente el enfoque de mi laboratorio.

Este es un objetivo que me planteé hace unos años. Creo que puede ser posible, pero todavía no. Primero tenemos mucho trabajo que hacer con los órganos. Sin embargo, es una gran pregunta.

Los corazones de cerdo son similares en tamaño y anatomía a los corazones humanos, por lo que son un tejido de donante adecuado para construir un nuevo corazón humano para los pacientes que lo necesitan. Sin embargo, otros órganos de cerdo pueden no ser tan adecuados. Por ejemplo, no creemos que el hígado de cerdo sea tan bueno. Otros órganos más allá del corazón aún podrían ser opciones viables, como el páncreas, los riñones, los pulmones y la vesícula biliar, que se están estudiando en otros laboratorios.

A medida que trabajamos para construir un nuevo órgano, hay muchas aplicaciones de la matriz extracelular. Un ejemplo es que nos permite desarrollar estructuras novedosas que se pueden usar para construir "mini" órganos. Estos "mini" órganos podrían usarse para detectar nuevos medicamentos y productos químicos antes de pasar a las pruebas preclínicas y clínicas. Otros usos potenciales podrían ser para el desarrollo de vacunas, fuentes de energía viva, biorreactores biológicos para biomoléculas u otros factores en los que las células puedan generar un producto de manera más eficiente, en lugar de fabricarse sintéticamente.

En cuanto al cultivo de carne, es posible, pero como vegetariano debo admitir que no es algo en lo que pienso.

Cada órgano tiene su propia complejidad en anatomía y fisiología. Los órganos, como el hígado, ya tienen cierta capacidad regenerativa y lo más probable es que sean más fáciles de regenerar y luego trasplantar. El corazón tiene poca capacidad de regeneración natural y requiere más trabajo para construir un corazón verdaderamente funcional para el trasplante.

A medida que trabajamos para construir un corazón completo, aprendemos cómo se pueden construir las piezas, como la aorta, las válvulas y los parches miocárdicos. Estas piezas individuales también se pueden cultivar para trasplante y ayudar a restaurar parte(s) de un corazón dañado o de un corazón envejecido que ha perdido la capacidad de bombear correctamente.

Uno de los principales obstáculos que tenemos para construir un corazón completo es identificar la cantidad y el tipo de células necesarias. Para construir el corazón, creemos que necesitaremos cientos de miles de millones de células, incluidas las células de los vasos sanguíneos, los nervios, los fibroblastos subyacentes y las células del músculo cardíaco. Estas células deben ensamblarse en la organización correcta y luego volver a aprender a comunicarse entre sí de manera adecuada y trabajar en conjunto para funcionar como un órgano completo.

Aprender a crear órganos completos que son más complejos, como el corazón, llevará más tiempo que un órgano que no es tan difícil de producir, como el hígado. Sin embargo, estamos haciendo progresos positivos.

Las células son un gran obstáculo. Estimamos que se requieren cientos de miles de millones de células para construir un corazón completo. Otro desafío es mantener los órganos vivos y estériles en el laboratorio mientras se desarrollan. Los órganos no tienen un sistema inmunológico, por lo que mantenerlos limpios, "libres de microbios" o "libres de microorganismos" es un gran problema.

Hay mucha investigación sobre cómo eliminar las células sin dañar la matriz extracelular. Los métodos incluyen soluciones mecánicas y químicas, y el método elegido depende del órgano de interés.

Para el corazón, usamos una solución de detergente aniónico. Probamos varios detergentes (jabones) para eliminar las células y finalmente nos decidimos por uno llamado dodecilsulfato de sodio (este es el ingrediente principal del champú). Desarrollamos un protocolo de descelularización que reduce la cantidad de ADN presente conservando los glucoaminoglicanos (GAG) y las propiedades mecánicas y estructurales. Mi grupo publicó recientemente un artículo de revisión que describe muchos de los procesos de descelularización que se están investigando en todo el mundo.

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Todavía estamos en las fases de investigación de nuestro trabajo, por lo que aún no sabemos qué efectos secundarios potenciales podrían ocurrir. Tenemos que construir órganos que puedan sobrevivir a largo plazo, funcionar correctamente (es decir, hacer el trabajo normal asignado a ese órgano) y tener la capacidad de responder eficazmente a una lesión. Si alguna de estas tres cosas falta de alguna manera, esto podría resultar en un efecto secundario.

Nuestro objetivo final es desarrollar un corazón compuesto por las propias células del paciente. En teoría, esto evitará la posibilidad de que el cuerpo del paciente rechace el corazón. Sin embargo, a medida que se aprende más sobre las células madre, es muy posible que las células de donantes jóvenes sanos sean la mejor fuente. Si este es el caso, aún tendremos que abordar los mismos problemas de rechazo que enfrentamos hoy cuando trasplantamos órganos (es decir, el paciente debe tomar medicamentos para suprimir el sistema inmunológico para que su cuerpo no rechace el órgano).

Hasta que sepamos más y estemos más avanzados en la investigación, es demasiado pronto para decir qué efectos secundarios, si los hubiere, tendremos con este método de trasplante.

Antes de que podamos pasar a los ensayos clínicos, los órganos se investigarán en ensayos preclínicos con animales grandes para probar la seguridad y la eficacia.

¿Cree que los problemas relacionados con el trasplante de órganos se pueden resolver a través de células madre e ingeniería de tejidos?
Muchos problemas asociados con el trasplante de órganos pueden resolverse absolutamente a través de la ingeniería de tejidos y células madre. Por ejemplo, la terapia celular es una estrategia de medicina regenerativa que se puede utilizar para intervenir inmediatamente después de que se produzca una lesión para tratar la lesión subyacente en lugar de los síntomas asociados con la lesión y prevenir potencialmente la necesidad de un trasplante de órganos. Además, la ingeniería de tejidos brinda la oportunidad de reparar o reemplazar órganos y tejidos lesionados. La medicina regenerativa es un nuevo campo que por primera vez tiene la oportunidad de abordar los principales problemas subyacentes que causan enfermedades en lugar de simplemente tratar los síntomas.

Las células madre son un componente importante de la ingeniería de tejidos. Básicamente, las células madre son células que pueden hacer dos cosas: primero, producir más de sí mismas o autorrenovarse o, segundo, diferenciarse en múltiples tipos de células. En la ingeniería de tejidos, normalmente combinamos algún tipo de material, un andamio, por así decirlo, o algún otro material con células para construir una nueva estructura que permita que esas células funcionen a la vista de una lesión o enfermedad. O usamos algún tipo de material de ingeniería para entregar células de una nueva manera a la región dañada.

Los avances en mi investigación realmente han llegado:

1) con una comprensión de cómo fabricar o aumentar las células madre

2) con toda la idea de la descelularización de órganos y tejidos complejos y 3) con los hallazgos sobre la capacidad de trasplantar células madre o los productos químicos o microARN u otros compuestos de células madre secretados sin siquiera necesitar las propias células.

La construcción de nuevos biorreactores, la búsqueda de formas de cultivar suficientes células (miles de millones), la búsqueda de cómo derivar células madre de un individuo adulto y el advenimiento de nuevos materiales que se pueden usar para andamios son contribuciones significativas a nuestra investigación. En cuanto a lo cerca que estamos de poder diseñar y trasplantar órganos humanos, pues depende del órgano, el Dr. Tony Atala les dirá que ya ha trasplantado la mayor parte de una vejiga, un simple globo; pero aún faltan varios años para trasplantar un órgano más complejo como corazón, hígado, pulmón o riñón.

El Stem Cell Center del Texas Heart Institute está inscribiendo activamente a pacientes en estudios que utilizan células madre adultas para diversas enfermedades del corazón y del sistema circulatorio. Se recomienda a los pacientes y médicos que deseen obtener más información sobre la terapia con células madre que se comuniquen con nosotros directamente. Visite la página de ensayos clínicos del Centro de Células Madre para obtener más información sobre nuestros ensayos actuales, incluida la Red de Investigación de Terapia Celular Cardiovascular (CCTRN) patrocinada por los NIH, y aprenda cómo ponerse en contacto con nuestro equipo.

Las primeras pruebas han demostrado que las terapias basadas en células madre pueden revertir (al menos en parte) el daño cardíaco que provoca la insuficiencia cardíaca.

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