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¿Y si todos tuviéramos un corazón de repuesto?

En España, solo el 5% de los que necesitan un trasplante de este órgano lo consiguen. La comunidad científica ya habla de 'fabricarlos'

¿Y si todos tuviéramos un corazón de repuesto?

Cada vez morimos más viejos. Esto tiene muchas ventajas y algún inconveniente: aumenta la frecuencia en la que nuestros órganos vitales llegan en malas condiciones a ciertas etapas y, para vivir aún más, necesitamos reemplazarlos. Pero, claro, nuestros congéneres también son cada vez más longevos, así que los suyos no nos sirven. La demanda crece al mismo ritmo que la oferta disminuye. En España, país puntero en donación, únicamente un 5% de quienes necesitan un corazón consigue uno compatible. Es solo un ejemplo, ya que ocurre en mayor o menor medida con todos los órganos. Con este panorama, los científicos llevan años dándole vueltas a un método para crearlos de una u otra forma. Y lo están consiguiendo: fabricar un riñón, un hígado, un corazón o una tráquea ya no se ve como una quimera. En algunos casos se ha conseguido.

Queda mucho hasta el día en el que, ante la necesidad de un órgano, podamos mandarlo a imprimir como si fuera una fotocopia para después trasplantarlo a nuestro cuerpo. Pero el simple hecho de vislumbrar esa posibilidad, que se antoja bastante real a largo plazo (aunque seguramente no de forma tan rutinaria como hacer fotocopias), está provocando un imparable crecimiento en medicina regenerativa, un campo que avanza a pasos agigantados.

Ya se han realizado numerosos experimentos con resultados exitosos en la creación de órganos, especialmente en animales o en estructuras simples como la piel. La teoría está más o menos clara, lo que no quiere decir que sea sencilla. En este campo conviven tres grandes técnicas que avanzan en paralelo: la bioimpresión en tres dimensiones, la descelularización de órganos de cadáveres y posterior recelularización con material biológico del paciente, y la generación de órganos humanos en animales para después trasplantar.

Los órganos en dos dimensiones ya se han fabricado y testado, y serán quizás los primeros trasplantados

Todas son algo más que pura teoría. Especialmente la descelularización, que ya se ha completado con vejigas y tráqueas. Esto último se consiguió por primera vez en 2008 en el Hospital Clínico de Barcelona en lo que fue un hito histórico. Para entender el proceso hay que saber primero de qué está compuesto un órgano. Si cree que la respuesta es por células, está en lo correcto, pero no solamente. Todas ellas están condicionadas por lo que se denominan señales o factores biológicos que determinan su función y van acopladas a una estructura o carcasa compuesta por materiales proteicos. Este andamiaje es muy similar entre los humanos (incluso entre nosotros y otros mamíferos) y no produce rechazos en el cuerpo. Así que, pensaron los investigadores, si se consiguieran eliminar todas las células, quedarnos con la estructura y repoblarla con otras del receptor, tendríamos un nuevo órgano perfectamente compatible. Y así lo hicieron. A través de las arterias del órgano de un cadáver se inyectan líquidos de distintos tipos, algunos parecidos a detergentes (las células están recubiertas de una sustancia adiposa) que van eliminando las células de la carcasa. Una vez que se queda una finísima estructura, por los mismos conductos (ya no quedan células en el árbol arterial, pero sí esa misma matriz) se introducen células del paciente que van adhiriéndose al andamiaje para formar el nuevo órgano.

¿A diez años de convertirse en realidad?

La tráquea, que, aunque con complejidades biológicas es parecida a un tubo, fue un primer paso experimental. Conseguir hacer de esto una práctica regular y llegar a fabricar órganos más complejos es todavía una meta lejana. En estructuras menos simples como un hígado, hay más tipos celulares, con funciones variadas, que tienen que crecer simultáneamente en la estructura, ser capaces de completar sus tareas biológicas y mantenerse vivas in vitro hasta que se produce el trasplante.

En España, uno de los referentes en esta área es Francisco Fernández Avilés, jefe de servicio de Cardiología del Hospital Gregorio Marañón de Madrid, que ha publicado recientemente la primera descelularización completa de un corazón. “Nuestra idea es tener un banco de matrices sin células para que cuando alguien en fase crónica necesite trasplante, podamos coger sus células y repoblarlas”, explica el cardiólogo. En principio, los investigadores buscan que esto sea posible con partes del miocardio, algo que ya ha se ha conseguido por otros métodos. En Francia se ha logrado acoplar células embrionarias a parches de fibrina (una proteína) que ya han sido implantados con éxito en tres humanos que sufrían alguna lesión. Y en la Universidad de Navarra están intentando hacer algo muy parecido con parches de colágeno y células derivadas de la grasa, aunque todavía no han logrado implantes en humanos.

En cualquier caso, el objetivo final de la descelularización de los corazones (y de otros órganos) es la creación por esta técnica de un órgano completo para su trasplante. “El miocardio es muy complejo, ya que a diferencia del hígado, por ejemplo, que también lo es, se contrae. Para crear uno con el método de la celularización queda mucho tiempo, al menos una década. Y eso si no nos adelantan otras técnicas que están siendo revolucionarias como la que está desarrollando Juan Carlos Izpisúa en animales; si se consigue, a lo mejor nuestra solución no sería necesaria”, añade Fernández Avilés.

Izpisúa trabaja en el Salk Institute de California y es uno de los investigadores más punteros del mundo en el campo de la regeneración celular. Su método, de forma muy simplificada, consiste en editar el material genético de los embriones de cerdos para eliminar ciertas partes y, posteriormente, inyectar células humanas en esos huecos, de forma que cuando el animal crezca lo haga con un órgano humano. Se está experimentando con páncreas, pulmones, riñones... Los investigadores se muestran esperanzados con esta técnica, aunque hoy por hoy también está muy lejos de ser una realidad.

Impresión en 3D: quizá en tres años

La tercera alternativa es la impresión en tres dimensiones. Con tejidos simples como la piel, puede ser una práctica cercana, pero con órganos completos resulta mucho más complicado, ya que se tiene que crear con material sintético todo este andamiaje compuesto por un diminuto y complejísimo entramado de vasos sanguíneos, para después acoplar las células. Probablemente, de existir sería el método ideal porque no requiere ni cadáveres ni animales; los órganos se crearían prácticamente de la nada.

Como explica José Becerra, catedrático de Biología Molecular de la Universidad de Málaga y director del Centro Andaluz de Nanomedicina y Biotecnología (BIONAND), con la bioimpresión ese armazón se tiene que construir con un material de síntesis que sea biocompatible e imprimible para después acoplar las células. “Es más complejo porque se parte de cero. Si hacemos una descelularización de una vejiga, por ejemplo, ya tiene toda su vascularización y después solo tenemos que enganchar el órgano al paciente. Sin embargo, la que imprimamos no tiene todo el árbol material y venoso”. El pionero mundial en esta técnica es Anthony Atala, director del Wake Forest Institute de Medicina Regenerativa (WFIRM). En el artículo Bioimpresión 3D de tejidos y órganos, publicado en Nature Biotecnology, trazaba en agosto de 2014 el marco temporal para esta tecnología: “Hay cuatro tipos principales de tejidos que pueden ser clasificados de simples a complejos: los que están en dos dimensiones, como la piel; tubos huecos, como las venas; órganos huecos no tubulares, como la vejiga; y sólidos, como los riñones. Conforme se incrementa la complejidad, se necesitarán nuevas aproximaciones para superar los retos de crearlos con bioimpresión. Los órganos en dos dimensiones ya se han fabricado y testado, y serán probablemente de los primeros trasplantados en pacientes. Los tubos huecos, incluyendo venas, tráqueas y uretras, están siendo desarrollados y es probable que sigan a los tejidos en dos dimensiones en su aplicación clínica. Los órganos sólidos son los más complejos y todavía quedan muchos retos por superar, especialmente conseguir la vascularización e inervación”.

Aunque Atala no menciona en este marco temporal la técnica de la impresión en 3D, esta es muy prometedora a medio plazo en los huesos, según eldirector de BIONAND: “Se trata de crear una estructura porosa de titanio. Sus huecos se pueden sembrar de células que fabriquen hueso, incluso, que el receptor colonice las primeras micras de la prótesis y haya cooperación entre las células óseas y las de esta para que se produzca una integración. Estamos trabajando en la mandíbula con titanio poroso para rellenar segmentos. Se conocerán los resultados del proyecto en tres años e inmediatamente después se podrían comenzar los ensayos clínicos”.

 

Miniórganos hechos con células de piel

¿Y si todos tuviéramos un corazón de repuesto?

Las tres técnicas (descelularización, órganos humanos en animales e impresión) tienen una base común: encontrar células capaces de realizar las funciones de cada órgano. Tras intentarlo con células madre adultas y con embrionarias, en 2006 se descubrieron las células IPS de la piel de adulto, un hallazgo con el que John B. Gurdon y Shinya Yamanaka ganaron el Nobel. “Fue una solución revolucionaria porque podemos convertirlas en células madre y replicarlas sin ocasionar rechazo”, explica Núria Montserrat, investigadora del Instituto de Bioingeniería de Cataluña. Con ese tipo de células trata de crear organoides: “Se habla de pequeños hígados o riñones, pero más bien son estructuras que mimetizan de forma bastante precisa lo que sería el tejido final y que pueden servir para probar en ellos medicamentos experimentales y ver cómo reaccionan. Serían fármacos personalizados para cada individuo”, vaticina Montserrat.

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