Este ovario artificial nace, crece y reproduce
El desarrollo de órganos de recambio diseñados con células del propio paciente abre puertas a la esperanza - La recreación de la función ovárica es el último paso - Lo más ambicioso: crear un corazón.
JAIME PRATS 17/09/2010
En el fondo, la explicación más simple de la medicina regenerativa sería
compararla con lo que hace el mecánico en un taller de reparaciones. De
forma similar a cómo se cambia la inyección o la transmisión del coche
cuando se han averiado, el objetivo final de esta disciplina es poder
crear algún día en el laboratorio órganos artificiales biológicos (nada
de prótesis autónomas) a partir de células del paciente, para sustituir
un corazón, un riñón o una tráquea que no funcionan adecuadamente. Y en
este proceso, las células madre, con su extraordinaria capacidad de
proliferación y de especializarse en los distintos linajes celulares,
son las protagonistas absolutas.
Uno de los últimos pasos en esta carrera ha llegado de la Universidad
de Brown y del Women and Infants Hospital of Rhode Island, en Estados
Unidos. Un equipo de investigadores ha logrado recrear in vitro
un ovario artificial que ha conseguido en el laboratorio madurar
ovocitos de forma que puedan ser fecundados e implantados, ya como
embriones, en el útero de la madre. El objetivo es poder llegar a suplir
la función ovárica en mujeres que, por ejemplo, tras un tratamiento de
quimioterapia o radioterapia, la hubieran perdido.
Esta línea de
trabajo está cada vez más extendida en la medicina regenerativa. Equipos
inspirados en la misma filosofía están tratando de recrear un corazón a
través de la regeneración de un órgano desechado para trasplante con
células madre, como el dirigido por el jefe de servicio del hospital
Gregorio Marañón, Francisco Fernández-Avilés. En Valencia, un grupo del
Centro de Investigación Príncipe Felipe pretende poder reproducir
testículos artificiales biológicos.
No siempre la finalidad
consiste en crear un nuevo órgano de recambio, como en el caso del
corazón. En ocasiones, si se trata de órganos no vitales, como el
ovario, basta con reproducir su función en el laboratorio. Esto es lo
que ha conseguido el equipo estadounidense dirigido por la investigadora
Sandra Carson.
Hasta el momento, la práctica más parecida para
preservar la fertilidad en las mujeres es el reimplante de tejido
ovárico. Buena parte de las personas que se someten a esta operación son
pacientes a las que se les ha detectado un tumor.
Las sesiones de
quimioterapia y radioterapia, en función de la intensidad del
tratamiento, el tipo de cáncer o la lesión del paciente, pueden
debilitar gravemente su capacidad reproductora. Antes de que esto
suceda, las mujeres tienen la posibilidad de salvaguardar parte de su
tejido ovárico, de forma que después del tratamiento, se le pueda
reimplantar y puedan volver a ovular. El proceso consiste en extraer por
laparoscopia la corteza de un óvulo -que contiene decenas de miles de
ovocitos inmaduros- y congelarla. Cuando la paciente se encuentra
recuperada del cáncer y desea ser madre, se le reimplanta el tejido en
el otro óvulo, que al no haber sido manipulado ha estado menos expuesto a
la medicación o a la radiación y se encuentra en un mejor estado. En
varios meses, si todo ha ido bien, la mujer recupera su función ovárica.
Es
una técnica reciente. En 2004 nació en Bélgica el primer bebé concebido
tras este procedimiento experimental. En España, el primer caso tuvo
lugar el mes de agosto del año pasado en el hospital Doctor Peset de
Valencia. Pero el proceso presenta inconvenientes. Por un lado, el
ovario solo vuelve a trabajar durante una temporada. Hasta el momento,
se ha conseguido devolver la capacidad de volver a producir ovocitos en
unos dos años.
Tampoco sirve para todo tipo de tumores, como las
leucemias. Pero, sobre todo, no hay certeza absoluta de que al
reimplantar el tejido obtenido no existan células malignas que puedan
reactivarse en el cuerpo de la mujer.
Por eso, uno de los aspectos más destacados de la técnica publicada por el equipo de Sandra Carson en el Journal of Assisted Reproduction and Genetics
el 25 de agosto es que evitaría de raíz este riesgo, como destaca el
jefe de servicio de ginecología del hospital La Fe de Valencia, Antonio
Pellicer. "Éste es el aspecto más interesante del trabajo", comenta.
Los
científicos de la Universidad de Brown crearon un molde a partir de un
gel (un polisacárido denominado agarosa) para usarlo como base del
cultivo tridimensional sobre el que trabajaron. Sobre esta matriz
recrearon el funcionamiento del ovario en el laboratorio al combinar los
tres principales tipos de células del ovario.
Para que un ovocito
(primer tipo celular) madure debe estar recubierto de una capa de
células de la granulosa (segundo tipo) y esta, a su vez, de células de
la teca (tercer tipo). Los investigadores reprodujeron este esquema.
Diseñaron una estructura en forma de panal de abeja con células de la
teca obtenidas de donantes y la situaron sobre el gel. Sobre esta trama
encajaron cogollos de ovocitos inmaduros cubiertos de células de la
granulosa también donados. A las 72 horas, las células de la teca habían
envuelto totalmente los cogollos. Extrajeron los ovocitos y los
investigadores observaron que habían madurado. "Es el primer éxito en el
uso de ingeniería de tejidos en tres dimensiones en la maduración in
vitro de ovocitos", defienden los autores de la publicación.
Quizás no sea para tanto. La revista Journal of Assisted Reproduction and Genetics
tiene un índice de impacto (la forma de medir la importancia de una
publicación científica) de 1,3, muy bajo en medicina reproductiva. Pero
si la técnica llega a estandarizarse podría sustituir al trasplante de
tejido ovárico (y evitar los problemas que lleva aparejados). Además, se
podría emplear este ovario artificial de "laboratorio viviente", como
lo define la propia Sandra Carson. No solo a la hora de estudiar cómo
funciona un ovario sano, sino también para analizar los efectos de, por
ejemplo, contaminantes en la maduración de los óvulos.
Este trabajo es una muestra más de las expectativas que abre la recreación en laboratorio de órganos biológicos de sustitución
en cada vez más especialidades médicas. Uno de los grandes
especialistas en la materia es Anthony Atala, director del Instituto de
Medicina Regenerativa de la Universidad de Wake Forest, en Carolina del
Norte. Entre los principales éxitos de esta medicina regenerativa basada
en la ingeniería de tejidos se encuentra el diseño e implantación en
chicos de siete a 19 años de vejigas creadas en laboratorio, que se
anunció en 2006. En este caso, los órganos se crearon con las propias
células de los pacientes sobre un molde biodegradable y ofrecieron
buenos resultados funcionales, durante más de cinco años.
El
equipo de Atala trabaja en aplicar esta técnica contra la impotencia
humana. El año pasado presentó un trabajo en el que consiguió que
conejos con lesiones en el pene volvieran a tener erecciones después de
crear tejido cavernoso en el laboratorio y trasplantarlo a los animales.
Recuperaron la función sexual y lograron reproducirse.
Con la
vista puesta no en el pene, sino en los testículos, trabaja un equipo
del Centro de Investigación Príncipe Felipe de Valencia. Uno de sus
científicos se ha desplazado al laboratorio de Atala con la intención de
crear un testículo biológico artificial. La idea de estos
investigadores es estudiar la generación de espermatozoides a partir de
sus células progenitoras, las espermatogonias. Y tratar de reproducir
este proceso natural en un medio creado artificialmente.
Aunque
quizás el proyecto más espectacular (y experimental) que se lleva a cabo
en España es el diseño en laboratorio de un corazón que pudiera servir
para autotrasplantarlo al paciente con dolencias cardíacas. En este
proyecto participa tanto la Organización Nacional de Trasplantes, como
la Universidad de Minnesota (EE UU) y el hospital Gregorio Marañón de
Madrid.
En este caso, el molde no se obtiene de ninguna sustancia
biodegradable, sino de otro corazón desechado para trasplante. A través
de un baño de enzimas, se despoja al órgano de todas las células que
conforman sus paredes, las que recubren el interior de los vasos y las
válvulas hasta dejarlo en su estructura interna más básica, que no es
más que una matriz. Sobre este molde se siembran células madre cardiacas
para que proliferen y reproduzcan la estructura del corazón, de forma
que pudiera servir para ser trasplantado.
"De momento tenemos ya
bastantes matrices y estamos empezando a recelularizar partes de las
piezas", comenta Francisco Fernández-Avilés, jefe de cardiología del
hospital madrileño. "En el mejor de los casos, habrá que esperar 10 años
para aplicar la técnica".
Existe un referente de éxito de este
ensayo en España, aunque con un órgano bastante menos complejo. Se trata
del trasplante de tráquea que se llevó a cabo en el hospital Clínic de
Barcelona en 2008. El proceso también consistió en centrifugar la
tráquea del donante a la que se le eliminaron las células capaces de
despertar una reacción de rechazo en el receptor. La estructura tubular
resultante se recubrió de células madre del paciente y la nueva tráquea
se transfirió con buenos resultados.
Hará falta que pasen varias
décadas hasta que la sustitución, pieza a pieza, de órganos complejos
bioartificiales demuestre su eficacia y, quién sabe, forme parte de la
cartera de servicios de la sanidad española. O de los talleres de la
medicina del futuro.
Órganos creados en el laboratorio
- Vejigas. El equipo del investigador estadounidense Anthony Atala, del Instituto Wake Forest de Medicina Regenerativa, publicó en The Lancet
en 2006 la implantación de siete vejigas artificiales creadas en
laboratorio a partir de moldes biodegradables que fueron colonizados por
cultivos celulares de los propios pacientes.
- Tejido cavernoso del pene. El mismo grupo de Wake Forest anunció el año pasado el trasplante de tejido cavernoso creado a partir de las células del receptor en conejos. La operación devolvió la función eréctil a los animales. El objetivo es combatir en el futuro la impotencia masculina mediante trasplantes similares.
- Corazón. Un equipo del que forma parte la Organización Nacional de Trasplantes, el hospital Gregorio Marañón y la Universidad de Minnesota trabaja en la creación de corazones bioartificiales. Después de haber conseguido distintos moldes a partir de corazones no válidos para trasplante, están ensayando la colonización con células madre cardiacas de estas matrices. En el futuro se plantean abordar la misma técnica para crear hígados.
- Tráquea. El hospital Clínic de Barcelona implantó en una mujer una tráquea obtenida de donante y colonizada por sus propias células (epiteliales de la nariz y células madre de la cadera) para sustituir a la suya gravemente dañada por una tuberculosis.
- Tejido cavernoso del pene. El mismo grupo de Wake Forest anunció el año pasado el trasplante de tejido cavernoso creado a partir de las células del receptor en conejos. La operación devolvió la función eréctil a los animales. El objetivo es combatir en el futuro la impotencia masculina mediante trasplantes similares.
- Corazón. Un equipo del que forma parte la Organización Nacional de Trasplantes, el hospital Gregorio Marañón y la Universidad de Minnesota trabaja en la creación de corazones bioartificiales. Después de haber conseguido distintos moldes a partir de corazones no válidos para trasplante, están ensayando la colonización con células madre cardiacas de estas matrices. En el futuro se plantean abordar la misma técnica para crear hígados.
- Tráquea. El hospital Clínic de Barcelona implantó en una mujer una tráquea obtenida de donante y colonizada por sus propias células (epiteliales de la nariz y células madre de la cadera) para sustituir a la suya gravemente dañada por una tuberculosis.
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