¿Qué es mejor?: Células Madre de la Sangre o de la Grasa

Existe en el campo médico y en los pacientes la discusión de qué tipo de célula madre es la más conveniente para cada una de los tratamientos que existen, y dentro de la temática el escoge entre células madre provenientes de la grasa subcutánea o de la sangre (médula ósea) se plantea con alguna frecuencia.

Desde hace algún tiempo la grasa subcutánea ha sido fuente de células madre del tipo mesenquimal cuyo uso principal ha sido para enfrentar problemas articulares y especialmente, para el uso en cirugía estética. Por otro lado, las células madres provenientes de la sangre o específicamente de la médula ósea se han usado desde hace 50 años con mucho éxito ofreciendo células mesenquimales como hematopoyéticas.

La grasa humana posee una regular cantidad de células mesenquimales que pueden ser extraídas utilizando métodos que separan estas células de las células adiposas. En términos generales, la forma básica de obtener las células por este medio es a través de una liposucción o lipo aspirado, el cual se deposita en contenedores especiales donde lo recolectado puede ser lavado (en el caso de que sea para trasplantes de grasa) o puede ser tratado con la enzima colagenasa con el propósito de separar los componentes tisulares, los cuales por gradiente de densidad y centrifugación depositan las células mesénquimales en el fondo del dispositivo que se ocupa para este propósito. El número de células obtenidos es directamente proporcional a la cantidad de grasa aspirada en el procedimiento quirúrgico, el cual normalmente varía entre 300 y 700 cm³ de grasa, lo cual da como resultado unos pocos centímetros cúbicos de concentrado celular, el cual por razones obvias puede siempre contener pequeñas cantidades de grasa. (Ver figura abajo). En el pequeño triángulo que queda por debajo del elemento amarillo que es la grasa, es donde se depositan las células obtenidas)

En nuestro caso, y antes de comenzar nuestro protocolo, estudiamos la posibilidad de utilizar estas células provenientes de la grasa, debido al hecho que nosotros utilizamos células mesénquimales para los tratamientos, pero también usamos células hematopoyéticas provenientes de la médula ósea las cuales según los estudios tienen mayor plasticidad que las otras. Dicho en palabras más sencillas, las células provenientes de la sangre (hematopoyéticas) tiene más poder de convertirse en células de diferentes tejidos que las otras.

Dada estas características, las razones por las cuales no nos inclinamos por las células provenientes de la grasa para tratamientos de enfermedades pulmonares o cardíacas son las siguientes:

1. El origen embriológico del pulmón proviene del endodermo mientras que el tejido conectivo y la grasa provienen del mesodermo, por lo cual la organogénesis es diferente para órganos como el pulmón o el corazón que para la grasa y los huesos.
2. La grasa aunque sea en pequeñas cantidades no es muy amiga de los pulmones y del corazón, y en este último, los depósitos de grasas como el colesterol son los causantes de gran cantidad de infartos por lo cual, el uso de células provenientes de grasa parece ser no del todo conveniente. También las embolias grasosas que se dan en pacientes sometidos a cirugía estética y proveniente de liposucciones son efectos adversos de estos procedimientos que no deseamos tener en pacientes con daño crónico pulmonar.
3. En el caso de las células obtenidas de la grasa, además del procedimiento de liposucción que debe de realizarse, las células deben de ser separadas por medio de procedimientos químicos lo cual no sucede en la recolección de células de sangre periférica o de médula ósea en las cuales no existe ningún medio químico que pueda dañar, degenerar o modificar la estructura de las células que se ocupan para el trasplante. En otras palabras, en nuestro protocolo las células no se enfrentan a ningún tipo de tratamiento químico ni de manipulación externa.
4. En el procedimiento de liposucción se necesita anestesia general lo cual no es del todo deseable en un paciente con problemas respiratorios o cardíacos crónicos.
5. La cantidad de concentrado celular que se obtiene de las células provenientes de la grasa es de apenas unos cuantos centímetros cúbicos, mientras que la separación de células hematopoyéticas por medio de un separador celular de última generación puede ser hasta 100 veces mayor que la cantidad obtenida de la grasa. Dado que es obvio que entre más cantidad de células existan, mayores chances de anidamiento puede suceder, la recolección de células de la grasa no otorga mayores ventajas que el método de obtención de células hematopoyéticas de sangre periférica y de células mesénquimales provenientes de la médula ósea.
6. La mayoría de estudios efectuados para el tratamiento con células madre en las enfermedades crónicas de pulmón y corazón utilizan células hematopoyéticas o mesénquimales que no provienen de la grasa.
7. Por último, de la grasa solamente podemos obtener una pequeña cantidad de células mesénquimales, mientras que de sangre periférica y de médula ósea podemos obtener dos tipos diferentes de células (hematopoyéticas y mesénquimales) lo cual nos da la oportunidad de hacer un doble tratamiento en uno con dos tipos de células diferentes, incrementando de esa manera el porcentaje de efectividad que se puede obtener de cada terapia.

En conclusión podemos decir que para el tratamiento de afecciones hematológicas, pulmonares y cardíacas la células madres provenientes de la sangre son el mejor escoge, mientras que para el tratamiento de enfermedades de articulaciones o para cirugía estética pueden utilizarse las células provenientes de la grasa.

Nombre(obligatorio)

Correo electrónico(obligatorio)

Comentario(obligatorio)

Enviar

Δ

Uso clínico de la terapia regenerativa en enfermedades pulmonares crónicas.

El presente artículo es un resumen del publicado por  Departamento de Medicina, Universidad de Roma, Tor Vergata, Roma; en el International Journal of COPD 2014:9 1389–1396.

Actualmente muchas enfermedades humanas devastadoras e intratables aparecen como resultado de la pérdida o mal funcionamiento de ciertos tipos de células en el organismo. Esto es especialmente cierto en aquellas enfermedades relacionadas con la edad como enfermedades pulmonares, enfermedades neurológicas degenerativas, diabetes tipo dos y falla cardíaca, de tal forma que los pacientes afectados por este tipo de enfermedades se ven limitados a tener como única opción de tratamiento el trasplante quirúrgico de órganos o tejidos, encontrándose con que existen muy pocos donadores de tejido y órganos como consecuencia de la diferencia entre las necesidades de órganos que existen y la cantidad disponible de los mismos.

Adicionalmente, la calidad de vida después del trasplante requiere el uso de terapia inmuno supresiva por toda la vida del enfermo, existe un alto grado de morbilidad, una pobre calidad de vida y un pronóstico variable.

La terapia regenerativa o terapia con células madre es un campo emergente de tratamiento basado en la estimulación de las células madres residentes endógenas o por la administración de células madres provenientes de un donante con el propósito de tratar enfermedades o corregir el mal funcionamiento de los tejidos dañados.

En forma clásica, y desde el punto de vista funcional, las células madre se definen como aquellas que se renuevan en forma clonal e indefinida a sí mismas, con capacidad de diferenciación multi potente. La terapia regenerativa es un área muy promisoria y de rápido crecimiento en el área de la investigación que incluye bioingeniería de tejidos funcionales los cuales pueden ser implantados en los pacientes, y de esta manera, pueden ser considerados como una alternativa al trasplante de órganos.

Impacto global del EPOC y las limitaciones existentes en las estrategias de manejo actual de estos pacientes

 La enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC) representa una causa común de morbilidad y mortalidad en todo el mundo, con un impacto sustancial y en crecimiento en la parte económica y social.

De acuerdo a la OMS, alrededor de 65 millones de personas tienen EPOC moderada o severa; más de 3 millones mueren por la enfermedad cada año, lo cual corresponde al 5% de todas las muertes en el mundo; y alrededor del 90% de las muertes por EPOC ocurren en aquellos países de ingreso bajo o intermedio. La enfermedad es la quinta causa de muerte, y se proyecta que incremente en más del 30% en los siguientes 10 años a menos que se tomen acciones urgentes para reducir los factores de riesgo especialmente el uso del tabaco. Las proyecciones sugieren que el EPOC se convertirá en la tercera causa de muerte en todo el mundo en el 2030 y su enorme impacto requiere tratamiento efectivo que pueda ser capaz de influenciar la historia natural de la enfermedad.

La inflamación crónica juega un papel central en el EPOC y se caracteriza por el incremento del número de neutrófilos, macrófagos activados y linfocitos T activados. Todo lo anterior da como resultado en la destrucción del tejido alveolar con la consiguiente formación de enfisema, inhibición de la reparación normal de los tejidos y del mecanismo de defensa (conformación de fibrosis en la vías aéreas distales) y obstrucción de las vías aéreas la cual se presenta como hiperplasia de las glándulas mucosas, fibrosis del tejido, estrechamiento de reducción del número de pequeñas bronquiolos y por colapso de la vía aérea debido a la destrucción de las paredes alveolares resultando en enfisema.

El tratamiento actual de la enfermedad incluye prevención primaria y secundaria, detección temprana de la misma, determinación del estado y la severidad, terapia con broncodilatadores y esteroides inhalados, farmacoterapia crónica, rehabilitación pulmonar y tratamiento de las enfermedades relacionadas.

Cuando se presenta el fallo respiratorio, se debe prescribir terapia con oxígeno de largo plazo, y en algunos casos (especialmente los de enfisema), cirugía de pulmón con el propósito de reducir el volumen pulmonar. La introducción y la asociación al tratamiento de los nuevos broncodilatadores es una terapéutica de primer escoge y ha tenido una significativa mejoría en la cualidad de vida de los pacientes.

Sin embargo, la terapéutica medicamentosa actual para el EPOC y la fibrosis pulmonar, no nos permite reducir la declinación progresiva de la funciones del pulmón y tampoco permite interferir con el progresivo y poco favorable avance de la enfermedad. Adicionalmente, la terapia antiinflamatoria disponible actualmente no provee beneficios en los pacientes con la enfermedad y puede tener efectos adversos. Por lo tanto, todas las opciones terapéuticas disponibles actualmente se consideran que sirven para controlar los síntomas, y no existe ningún tratamiento  medicamentoso efectivo que detenga la formación de enfisema causado por la destrucción de los alveolos, lo cual es uno de los grandes retos en el desarrollo de agentes terapéuticos para el EPOC.

Uso clínico de la terapia regenerativa en enfermedades pulmonares.

Las células madre se consideran como capaces de renovarse a sí mismas y de diferenciarse en varios subtipos celulares dependiendo de su origen y del microambiente donde residen. En humanos las células madre pueden ser divididas en dos grandes categorías: células embrionarias y células adultas.

Estas últimas están localizados en tejidos como la sangre periférica, la médula ósea, el tejido adiposo, el riñón, el hígado, el corazón y los pulmones y pueden ser subdivididas en multi potenciales (ej. células mesénquimales o MSCs) o unipotentes (células epiteliales y endoteliales), cuya tipificación está basada en su capacidad de diferenciación.

La evidencia actual indica que en el pulmón estas células pueden participar en la homeostasis de los tejidos y en la regeneración después de un daño y están localizadas dentro del pulmón en las vías aéreas distales, o en sitios distantes como la sangre, la médula ósea y otros sitios. El pulmón puede responder a la injuria y al estrés por medio de la activación de poblaciones celulares o por la sustitución de las células perdidas.

Las células madre endoteliales fueron inicialmente evaluadas y propuestas en el tratamiento de la hipertensión pulmonar. Posteriormente, y debido a la gran necesidad de encontrar terapias efectivas para tratar a estos pacientes afectados por enfermedades pulmonares crónicas ha habido un gran número de estudios de células madre y terapias celulares con el propósito de entender la biología del pulmón y sus enfermedades.

Debido a que no es difícil inyectar células exógenas dentro del pulmón a través de la vía aérea o de la circulación periférica, se espera que la eficacia de la terapia sea naturalmente alta. Actualmente, este tratamiento ofrece un abordaje real y muy interesante de una posibilidad terapéutica, que exceptuando el trasplante quirúrgico de pulmón, el resto de terapias no modifican el curso de la enfermedad.

En individuos genéticamente predispuestos o en pacientes con enfermedades pulmonares crónicas, estas células pierden en parte o completamente su capacidad regenerativa y diferencia activa y no causan una curación y restitución de los tejidos dañados en forma normal. Por lo tanto, la alveologénesis (creación de nuevos alveolos) puede ser inducida por la reactivación de vías aéreas que se encuentran inactivas.

Potencial de las células madre mesénquimales y de láser de baja potencia.

La terapia con células madre representa un abordaje terapéutico novedoso para las enfermedades degenerativas. Existen reportes en la literatura que muestran regeneración pulmonar después del uso de células provenientes de la médula ósea. De hecho, células derivadas de la médula ósea que han sido inyectadas en la circulación han podido ser recuperadas y detectadas en el tejido pulmonar.

Las MSCs son consideradas como terapia para el EPOC y la fibrosis pulmonar debido a sus efectos inmuno moduladores y a la habilidad de regenerar células tipo 1 y 2 en los espacios aéreos. Estas células derivan del mesodermo y muestran un potencial multi línea de tal forma que tienen la capacidad de dar lugar a sangre, músculo esquelético, tejido vascular, grasa y células del sistema genitourinario, así como a tejido conectivo a través del organismo.

Debido a su capacidad sin límites de renovarse, las MSCs muestran in vitro gran capacidad de expansión, buena estabilidad genética, pueden ser aisladas por aspiración de médula ósea y expandidas con gran eficacia, enviadas y manejadas en el laboratorio y trasladadas hacia la cama de los pacientes. Estas células muestran capacidades antiinflamatorias, inmuno moduladores y regenerativas. Secretan citoquinas antiinflamatorias y modifican el microambiente dentro de los tejidos dañados. También ejercen efectos inmuno moduladores por contacto directo de células a célula e inhiben la respuesta autoinmune de las células T incrementando el número de células T reguladoras.

Más aún, las MSCs son capaces de migrar hacia sitios donde hay daños de tejidos y tienen propiedades de inmuno supresión que pueden ser utilizados para trasplantes de células autólogos como heterólogos. En el 2009, un innovador estudio clínico utilizando células mononucleares autólogas provenientes de la médula ósea en pacientes con enfisema pulmonar demostraron que la administración de células autólogas (provenientes del mismo paciente) en enfermos con enfisema pulmonar es un procedimiento seguro sin efectos adversos significativos. Los reportes acerca del avance de los pacientes mostraron que en un período posterior a la infusión celular de 20 meses, los enfermos presentaron mejoría en la función pulmonar, y una caída progresiva de las condiciones degenerativas producidas por la enfermedad en términos de mantenerse o incrementarse el volumen respiratorio forzado y la capacidad vital pulmonar. También la inyección celular mejoró la condición clínica, aumentó el tiempo de tolerancia sin la utilización de oxígeno, mejoró la capacidad de los pacientes para caminar mayores distancias sin disminución de la saturación de oxígeno mejorando la calidad de vida así como la condición clínica estable.

El seguimiento hasta tres años después demostró una mejoría en los parámetros de laboratorio y de espirometría y una disminución en el proceso de la degeneración patológica de los pulmones. Además de lo anterior, los pacientes reportaron una mejoría en su condición clínica y en su calidad de vida. Éstos resultados sugieren que existe un cambio positivo en el proceso natural de la enfermedad.

Un nuevo e interesante campo de investigación es la fotobioestimulación regenerativa en la cual tiene la habilidad de mejorar las propiedades regenerativa del pulmón por medio de irradiación láser de baja intensidad. Esta terapia contempla la aplicación de radiación electromagnética y sus propiedades benéficas incluyen actividad antiinflamatoria, producción de factor de crecimiento, estimulación en la creación de nuevos vasos sanguíneos y efecto directo sobre las células madre. Estos efectos son mediados a través de un proceso que todavía no está muy definido pero que no incluye energía térmica.

Conclusión

A la fecha, la mayoría de tratamientos para el EPOC y otras enfermedades pulmonares se basan en administración de medicamentos que permitan reducir los síntomas y prevenir las exacerbaciones. Sin embargo, estas terapias no permiten cambiar la historia natural de la enfermedad. Estudios en animales y humanos han demostrado que células madre específicas derivadas de la médula ósea contribuyen en la regeneración del tejido pulmonar y a su protección, así como la administración de células madre o progenitoras exógenas o factores humorales responsables de la activación de células madre residentes constituyen una potente terapia de nueva generación para EPOC. El uso de células derivadas de la médula ósea puede permitirnos reparar y regenerar los tejidos dañados en EPOC y otras enfermedades pulmonares por medio de su anidamiento dentro del pulmón del paciente.

El Instituto Internacional de Terapias Avanzadas realizamos este tratamiento desde hace 4 años.

Si desea información:

Nombre(obligatorio)

Correo electrónico(obligatorio)

Comentario(obligatorio)

Enviar

Δ

Células Madre derivadas de Médula Ósea promueve la reparación de tejido pulmonar en Fibrosis y EPOC

El presente artículo es un resumen de una publicación de la revista CHEST (Bone Marrow-Derived Stem Cells and Respiratory Disease CHEST 2011; 140(1): 205 – 211) escrito por Carla P. Jones, PhD; and Sara M. Rankin, PhD; ambas investigadoras de la Sección de Biología Leucocitaria, del Instituto Nacional de Corazón y Pulmón, del Colegio Imperial de Londres, Inglaterra.

Abreviaciones (por sus siglas en inglés): EOG-EPC= early outgrowth endothelial progenitor cell; EPC = endothelial progenitor cell; LOG-EPC = late outgrowth endothelial progenitor cell; MSC = mesenchymal stem cell; PDGFR = platelet-derived growth factor receptor; PH =pulmonary hypertension; VEGF = vascular endothelial growth factor.

En años recientes se ha descubierto que en adición a las bien caracterizadas células madre hematopoyéticas, la médula ósea adulta posee células madre no  hematopoyéticas, tales como las células madre endoteliales (EPCs), fibrocitos y células madre mesenquimales (MSCs). Estas células bajo condiciones homeostáticas abandonan la médula ósea, circulan en la sangre y contribuyen a la reparación de los tejidos en respuesta al daño de los mismos.

 Células madre endoteliales (EPCs)

Las células madre endoteliales fueron descrita por primera vez en 1997 cuando Asahara y colaboradores identificaron en sangre una población de células mononucleares capaces de diferenciarse en vitro en células endoteliales.

A partir de entonces se ha identificado que estas células progenitoras pueden contribuir a la angiogenesis y vasculogenesis (formación de nuevos vasos sanguíneos), a pesar de que no se han identificado marcadores específicos para estas células, las cuales proliferan y producen colonias que pueden ser cuantificadas en número, tanto en la sangre como en los tejidos. La creación de nuevos vasos sanguíneos es una condición fundamental que conduce a la formación del nuevo tejido pulmonar y a la regeneración del órgano dañado.

 En múltiples estudios realizados, estas células mononucleares han sido colocadas en gelatina y crecen en presencia de factores endoteliales de crecimiento (incluyendo el factor de crecimiento endotelial vascular VEGF), y por lo tanto, está claro en este momento, de que existen dos diferentes tipos de células endoteliales, el primero derivado del linaje hematopoyético (EOG-EPCs) y el segundo derivado de un linaje endotelial (LOG-EPCs).

Las células EOG-EPCs se cree que no participan directamente en la formación de nuevos vasos sanguíneos, pero han demostrado tener la capacidad de secretar factores pro angiogénicos, que promueven la formación de vasos sanguíneos por medio de un mecanismo de estimulación tipo paracrino.

El otro grupo de células endoteliales (LOG-EPCs), que se observan en los cultivos celulares después de 21 días de incubamiento y que presentan una morfología parecida a los guijarros la cual es característica de las células endoteliales maduras, son células que en contraste con las primeras, poseen la habilidad de formar vasos sanguíneos tanto en el laboratorio como en vivo en todos los modelos de corazón y pulmón que se han realizado.

También está ampliamente documentado que elementos químicos llamados citoquinas estimulan la producción de nuevas arteriolas, además de que es interesante observar los reportes que confirman que estas células tienen receptores sensibles a esas citoquinas.

Los marcadores tipo CD34 son específicos de las células madres hematopoyéticas y endoteliales, y en pacientes con enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC) los niveles de las células circulantes se ven reducidos si se comparan con sujetos normales. Lo anterior apoya la idea, que este fenómeno refleja el incremento del tráfico de estas células hacia los pulmones con el propósito de ayudar a la regeneración del tejido dañado.

Niveles circulantes de células CD34 se incrementan durante las crisis de EPOC, lo cual está relacionado con la elevación en el plasma de los factores de crecimiento VEGF-A en pacientes afectados de la enfermedad.

Finalmente, dos estudios científicos realizados en China han reportado resultados positivos y eficaces en el trasplante de células endoteliales en pacientes con hipertensión arterial pulmonar idiopática, cuando estas células son trasplantadas en adición a la terapia convencional.

También existe considerable evidencia que las células madre tipo fibroblastos provenientes de la médula ósea, y llamados fibrocitos, contribuyen con el proceso de regeneración pulmonar. Se conoce que estos elementos son reclutados en los sitios de inflamación y estimulan la reparación del tejido produciendo moléculas de matriz extracelular como por ejemplo el colágeno uno y tres, vimentina y fibronectina. Los datos apoyan la idea que el reclutamiento de este tipo de células presenta un potencial terapéutico dirigido a reducir la fibrosis pulmonar.

Células madre Mesenquimales (MCSs)

Las MSCs son células estromales multipotentes que pueden ser recolectadas en diferentes tejidos incluyendo la médula ósea, el músculo esquelético, el fluido amniótico y la grasa o tejido adiposo.

Se adhieren con facilidad al plástico y exhiben una diferenciación en tres líneas principales que son adipocitos (células grasa), condrocitos (células de cartílago) y osteoblastos (células óseas). Algunos estudios han demostrado que estas células también tienen la habilidad de diferenciarse en neuronas y células musculares

Una característica única de las células mesenquimales es su habilidad de producir un potente efecto inmunosupresivo tanto en el laboratorio como en vivo, y este efecto es debido a su capacidad de secretar una amplia cantidad de inmunomoduladores.

Las MSCs se pueden recolectar fácilmente de la médula ósea o del tejido adiposo y expandirse en el laboratorio para ser usadas en terapia celular. Los impresionantes efectos inmunosupresores que poseen estas células han sido reportados en una gran cantidad de trabajos incluyendo en la enfermedad injerto contra huésped posterior a los trasplante de órganos y en esclerosis múltiple y otras enfermedades a auto inmunes.

Con respecto a las enfermedades pulmonares existe un número importante de publicaciones que reportan la reducción de estas enfermedades utilizando las células madre.

Las MSCs también se están usando para otra gran variedad de enfermedades como la enfermedad de Crohn’s, la esclerosis múltiple, la diabetes y otras enfermedades obteniéndose excelentes resultados reportados en la literatura científica mundial.

Células madre epiteliales

Además de las células descritas antestambién existen células progenitoras epiteliales en el pulmón adulto. Los estudios reportan que las células madre derivada de la médula ósea son capaces de incorporarse y diferenciarse en epitelio pulmonar siendo capaces de reparar y promover la reparación de este tejido.

La activación farmacológica de este grupo de células endógenas representa una alternativa para la realización de terapia con células madre, y una de las estrategias es estimular la movilización de las células progenitoras desde la médula ósea de tal forma de inducir regeneración o modulación inmune durante el desarrollo de la enfermedad. Se ha demostrado recientemente que la movilización de células progenitoras como las hematopoyéticas, mesenquimales y endoteliales pueden ser reguladas en forma diferenciada sugiriendo que la terapia farmacológica puede desarrollar una movilización selectiva de células madre provenientes de médula ósea.

 En nuestro hospital, el grupo de especialistas recolecta y concentra este tipo de células provenientes de la médula ósea para hacer posteriormente inyectadas en los pulmones de los pacientes con el objetivo de regenerar el tejido pulmonar dañado. Los resultados de este procedimiento han sido positivos para el paciente.

Células madre de médula ósea como tratamiento en EPOC y fibrosis pulmonar.

En la última década, ha habido un impresionante adelanto de las investigaciones científicas alrededor de los beneficios del tratamiento con células madre en enfermedades pulmonares crónicas tales como la Enfermedad Pulmonar Obstructiva Crónica (EPOC), la fibrosis pulmonar y el enfisema.

En mayo del presente año (2011), las Universidades de Parma (Italia) y Harvard (USA) publicaron en el New England Journal of Medicine un estudio científico con evidencia contundente de la existencia  de células madre residentes en los pulmones humanos con capacidad de regenerar el órgano, que al ser trasplantadas a ratones crearon en esos animales, alvéolos, bronquiolos y arteriolas con ADN humano. Estas células pulmonares son elementos clave en la regeneración de pulmones enfermos cuando se encuentran en presencia de células madre trasplantadas de otros tejidos como el hematopoyético proveniente de la médula ósea.

En ésta ocasión compartimos con nuestros lectores un resumen del artículo publicado en la prestigiosa revista CHEST en Septiembre del 2011 por las Dras Carla P. Jones, PhD y Sara M. Rankin, PhD, de la  Sección de Biología del National Heart and Lung Institute, del  Imperial College London, Inglaterra.

En dicho estudio se menciona que en años recientes  se ha descubierto que además de las bien conocidas células madre hematopoyéticas, la médula ósea humana del adulto contiene otras células progenitoras no hematopoyéticas como son las células madre endoteliales (CME), los fibrocitos y células madre mesenquimales (CMM), las cuales en ciertas condiciones especiales son descargadas desde la médula hacia el torrente sanguíneo donde circulan en la sangre, contribuyendo a reparar los tejidos dañados en respuesta al desgaste o injuria de los mismos.

A continuación una breve descripción de estas células:

Células Madre Endoteliales (CME).

Descritas por primera vez por Asahara y colaboradores en 1997, se identifican como un grupo de células mononucleares de la sangre humana, capaces de diferenciarse en células endoteliales que poseen la facilidad de contribuir a la formación de nuevas arteriolas o vasos sanguíneos (angiogenesis y vasculogenesis). Estudios actuales han dejado claro que existen dos tipos diferentes de CMEs: las primeras resultantes de la línea de células formadoras de la sangre (hematopoyéticas) y conocidas como de crecimiento temprano; y las segundas provenientes de la línea endotelial y conocidas como de crecimiento tardío.

Es  importante señalar que cada una de estas células tiene una finalidad distinta,  dado que las de crecimiento temprano no se involucran directamente en la formación de nuevos vasos sanguíneos, sino que secretan factores pro angiogénicos que promueven la actividad angiogénica y vasculogénica por medio de mecanismos paracrinos ayudando a la creación de nuevos vasos sanguíneos.

En contraste con lo anterior, las células de aparición tardía, sí poseen la habilidad biológica de crear directamente vasos sanguíneos tanto en vivo como en el laboratorio. Esta característica es importante de destacar debido a que la acción conjunta de ambos tipos de células conducen a la creación de nuevas arteriolas y vasos sanguíneos, lo que su vez, que permiten la regeneración del tejido pulmonar y su irrigación sanguínea.

Dos estudios desarrollados en China han reportado resultados positivos y eficaces cuando se trasplanta este tipo de células  en pacientes con hipertensión pulmonar idiopática y se acompaña además con el tratamiento convencional. Dos estudios más se están realizando en China y en Canadá con el fin de confirmar los beneficios actividad de las CME.

En cuanto a los fibrocitos, actualmente se tiene evidencia científica de que las células madre fibroblásticas provenientes de la médula ósea  pueden contribuir con el proceso de regeneración pulmonar debido a que son reclutadas o atraídas al sitio de de inflamación estimulando la reparación por medio de la producción de matriz extracelular y moléculas como la colágena 1 y 2, el vimentin y el fibronectin, necesarios para la reparación del tejido

Células Madre Mesenquimales (CMM).

Las CMM son células estromales multipotentes que pueden ser aisladas o recuperadas de numerosos tejidos incluyendo médula ósea, músculo esquelético, fluido amniótico y tejido graso, y son capaces de convertirse en cartílago, hueso, neuronas, músculo y otros tejidos del cuerpo humano.

Sin embargo, la principal propiedad de estas células es la de producir un potente efecto inmunosupresor debido a su habilidad de secretar sustancias inmunomoduladoras incluyendo prostaglandinas, oxido nítrico y factor de crecimiento.

Las CMM pueden ser recolectadas de la médula ósea del enfermo y expandirse en el laboratorio para ser usadas en la terapia. Sus poderosos efectos inmunosupresores y antiinflamatorios han sido reportados por muchos investigadores tanto en animales como en humanos, destacando su uso en enfermedad de injerto contra huésped, en esclerosis múltiple y otras enfermedades autoinmunes. Con respecto a las enfermedades pulmonares  hay abundantes informes que muestran una reducción de las lesiones causadas por estas enfermedades cuando se usan CMM, al igual que el efecto beneficioso de esta células en el tratamiento de diabetes, enfermedad de Crohn’s y otras.

El último tipo de células provenientes de médula ósea  son las epiteliales que también han demostrado que pueden diferenciarse o convertirse en epitelio pulmonar y coadyuvar en promover la curación de los tejidos.

En conclusión, se puede afirmar que las células madre provenientes de médula ósea son efectivas para el tratamiento de enfermedades pulmonares como la EPOC, la fibrosis y el enfisema, y al ser obtenidas del cuerpo del mismo paciente no presentan ningún tipo de rechazo.

50,000 visitas que nos han permitido ayudar a muchas personas con EPOC y otros padecimientos

Durante el mes de agosto, y después de solo 18 meses de iniciados, se marcó el momento en que nuestro blog sobrepaso las 50,000 visitas.

Muchos de ellos nos visitaron en busca de información acerca de las técnicas, procedimientos y terapias que realizamos; otros para consultarnos acerca de diferentes puntos o solicitarnos capacitación técnica y una buena cantidad para convertirse ellos o sus familiares, en nuestros pacientes. A todos sin excepción deseamos agradecerles su comentarios, preguntas y su preferencia por este medio de comunicación, cuyo objetivo principal es ayudar a diferentes personas en las áreas de su interés y que hemos desarrollado como comunidad profesional.

A aquellos que nos han dado el privilegio de haberse convertido en  pacientes, deseamos desearles se sigan recuperando, como lo han hecho hasta ahora,  ya que los resultados obtenidos son por demás halagadores para ellos y nosotros, y nos motivan a continuar incorporando en nuestras terapias las técnicas científicas más nuevas y prometedoras que la comunidad médica tiene disponibles al momento. Ayudar a estas personas, muchas sin alternativas viables de tratamiento y observar su mejoría, son la razón principal de nuestro trabajo.

A todos gracias por su preferencia,  confianza y por referirnos a otras personas que no conocían de nosotros.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Unidad de Aféresis y Medicina Regenerativa

Plasmaferesis como Tratamiento en la Enfermedad de Devic o Neuromielitis Óptica.

La enfermedad de Devic, también conocida como Esclerosis Múltiple (EM) óptico-espinal o Neuromielitis Óptica (NMO), es una enfermedad autoinmune en la que el propio sistema inmunológico de una persona ataca las neuronas del nervio óptico y de la médula espinal del mismo individuo. Esto produce una inflamación simultánea de ambos tejidos y generalmente causa ceguera, en ocasiones de forma permanente.

Además de lo anterior y en varios pacientes, causa debilidad o parálisis en piernas y brazos, pérdida de sensibilidad y problemas en la vejiga como resultado del daño ocasionado a la médula espinal.

La Enfermedad de Devic o NMO es un padecimiento que se parece a la esclerosis múltiple clásica en muchas cosas, pero requiere un tratamiento específico y diferente.

La NMO es más común en mujeres que hombres y más frecuente en orientales que en caucásicos. Actualmente, la variedad de EM llamada óptico-espinal, constituye un 30% de los casos de EM en Japón y se considera una variedad de NMO.

 

En el año 2004, un equipo de la Clínica Mayo de USA identificó el principal objetivo de los ataques autoinmunes de la NMO el cual es  dirigido hacia la proteína Aquaporina 4 y con base a ese descubrimiento desarrollaron el test de anticuerpos NMO-IgG que identifica la enfermedad. Según el informe de la Clínica, esta es la primera vez que el objetivo molecular ha sido identificado en un tipo de esclerosis múltiple.

Las nuevas reglas de la Clínica Mayo para establecer el diagnóstico en estos pacientes requiere que se encuentren presentes los dos criterios absolutos de la enfermedad, más al menos dos de los criterios de apoyo, siendo estos:

 

Criterios absolutos

1. Neuritis óptica
2. Mielitis, o inflamación de la médula espinal

 

Criterios de apoyo.

Resonancia Magnética (MRI) del cerebro negativa a lesiones al comienzo de la enfermedad.

1. Resonancia Magnética (MRI) de la médula con lesiones T2 contiguas en 3 o más segmentos vertebrales
2. Seropositividad ante el test NMO-IgG, que comprueba la existencia de anticuerpos contra la Acuaporina-4

 

Se ha debatido si la NMO es una enfermedad separada o es parte del amplio espectro de la esclerosis múltiple (EM). La NMO se diferencia en que normalmente tiene secuelas más severas después de un ataque que la EM, la cual presenta en muy raras ocasiones mielitis transversal, bandas oligoclonales en el líquido cefalorraquídeo o lesiones en el cerebro evidenciadas por la MRI. Estas últimas son infrecuentes en NMO pero ocurren en el 90% de los pacientes de EM.

La NMO ha sido asociada con varias otras enfermedades incluyendo padecimientos Vasculares, síndromes de auto anticuerpos, infecciones por virus (varicela, Epstein-Barr virus, VIH), exposición a Clioquinol y tratamientos para la tuberculosis. A veces se la considera un síndrome en vez de una enfermedad.

Por lo anterior se ha propuesto la distinción entre NMO y otras variantes de la EM pero no se había encontrado un indicador seguro hasta el descubrimiento del NMO-IgG por losinvestigadores de la Clínica Mayo en el 2004. Actualmente éste es el único indicador seguro que existe y da un 30% de falsos negativos.

La enfermedad puede presentarse como un episodio aislado o recurrente, con ataques y remisiones y cerca de un tercio de los casos de NMO tienen síntomas preliminares, como fiebre, dolor muscular o dolor de cabeza. El paciente típico tiene una aguda y severa espasticidad, debilidad muscular en las piernas, parestesias (adormecimiento) en las piernas o en los cuatro miembros con signos sensoriales, acompañados de problemas de control de vejiga. La enfermedad se desarrolla en un periodo de uno a catorce días y la posibilidad de compresión de la médula espinal puede ser descartada por Resonancia Magnética.

La debilidad es precedida o seguida de una neuropatía óptica aguda, uni o bilateral, con disminución de la agudeza visual, de la visión de los colores y con manchas difusas u opacas o incluso, pérdida de visión. El daño nerviosos en esta enfermedad esta normalmente limitado a la médula espinal y al nervio óptico. Normalmente hay mejoría en alguna medida en unas cuantas semanas, pero pueden persistir daños residuales, a veces graves. En el 80% de los casos, el ataque a la médula o al nervio óptico ocurre en un plazo de tres meses respecto del otro.

 

A diferencia de la Esclerosis múltiple, la enfermedad no entra normalmente en fase secundaria progresiva (declive neurológico en ausencia de ataques) y en su lugar, las secuelas aparecen siempre durante los ataques. Éstos se tratan con cortas sesiones de altas dosis de esteroides intravenosos (methiprednisolona IV, 1000mg/d o equivalente) durante 5 dias o más, y se destina las Plasmaféresis para aquellos ataques que no responden a los corticosteroides e inmunoglobulinas.

 

No hay ninguna terapia para prevenir la enfermedad o los ataques cuya eficacia haya sido demostrada por ensayos clínicos controlados y la mayor parte de los investigadores opinan que el tratamiento con inmunosupresión es necesario en NMO. También se recomienda para pacientes seropositivos al test NMO-IgG con un simple episodio de mielitis transversal por el alto riesgo de un nuevo ataque.

 

Las terapias inmunomoduladoras o inmunosupresivas usadas actualmente son:

1. Azatioprina (Imuran) más prednisona
2. Micophenolato (Mofetil) más prednisona.
3. Rituximab (anti-CD20 anticuerpo monoclonal químico)
4. Mitoxantrone
5. Immunoglobulina intravenosa (IVIG)
6. Ciclofosfamida

 

En cuanto a la plasmaféresis, según la American Society for Apheresis (ASFA 2010) su indicación es como segunda línea de terapia, ya sea como tratamiento único o en conjunto con otras modalidades y en pacientes a quién otro tipo de tratamiento no ha dado los resultados esperados.

El fundamento teórico de la aféresis terapéutica es la reducción de la carga de sustancias patológicas a niveles que permitan mejorar la salud del enfermo a través de retirar de la circulación anticuerpos indeseables, lípidos y elementos celulares de la sangre.

En estos pacientes la mayor cantidad de inmunoglobulinas removidas se realiza con la remoción de un volumen plasmático, alcanzando cifras de hasta el 80% del total de los anticuerpos circulantes. Se ha comprobado que remociones mayores de volúmenes plasmáticos sólo logran grados menores de eliminación de estas macromoléculas. El líquido de sustitución de plasma debe ser de preferencia  solución salina normal con albúmina humana al 20%, y normalmente utilizamos para el tratamiento un separador celular de flujo continuo Cobe Spectra, cuya eficiencia es superior a los equipos que utilizan el método de flujo intermitente.

La tasa de sustitución de líquidos se gradúa al 100% para garantizar la normovolemia del paciente; y el tiempo promedio para el procedimiento es de alrededor de 50 a 72 minutos dependiendo de la altura y peso del paciente. El anticoagulante usado es ACDA, y debe hacerse notar, que entre más pronto se inicia el ciclo de plasmaféresis la recuperación del paciente es más rápido y más satisfactorio.

Posterior a cada procedimiento de aféresis se debe de esperar una re acumulación de nuevas inmunoglobulinas  en el sistema circulatorio del paciente, fenómeno que ocurre a partir de varios orígenes como son el drenaje proveniente del sistema linfático, la síntesis endógena por células plasmáticas de nuevas globulinas y por difusión simple a través de la pared de los capilares sanguíneos, siendo estas dos últimas rutas las que transfieren las macromoléculas de los tejidos al sistema vascular.

Con el objetivo de monitorizar el efecto de las plamaféresis se deben de medir  en sangre las concentraciones de proteínas totales, albúmina y globulinas, siendo normal la disminución de la concentración de globulinas. Otros parámetros como electrolitos se mantienen normales y los niveles de calcio no sufren modificaciones importantes.

El tratamiento normalmente mejora la situación del paciente debida a la remoción de los anticuerpos y se acostumbran un promedio de 6 sesiones en días alternos, a menos que la evolución del enfermos indique que hay que continuar los procedimientos.

Universidad de Nápoles Confirma que las Células Madre Adultas pueden ser utilizadas en la Reparación Y Regeneración de Pulmones Dañados.

“Recientes estudios han revelado que las células madre adultas humanas derivadas de la médula ósea contribuyen a la regeneración y protección del tejido pulmonar, de tal forma que la administración de células madre exógenas es una terapia potente de nueva generación para tratar la Enfermedad Pulmonar Obstructiva Crónica (EPOC)”

Esta es la aseveración que el Dr Bruno D’Agostino y colaboradores de la Universidad de Nápoles (Italia) publicaron en Octubre del 2010 en la revista Expert Opinion on Biological Therapy, medio de comunicación científico de carácter internacional que publica artículos, revisiones y estudios de investigación originales sobre todos los aspectos de la terapia biológica, proveyendo opiniones expertas en cada uno de estos campos.

En esta comunicación  el lector encontrará un breve resumen de este interesante artículo. (Expert Opin. Biol. Ther. (2010) 10(5).

La médula ósea del humano contiene células madre hematopoyéticas (HSCs), las cuales pueden diferenciarse en cada una de las células sanguíneas adultas, y  células madre mesenquimales capaces de convertirse en grasa, hueso, cartílago y en otros tejidos mesenquimatosos. Muchos estudios han demostrado que las células madre derivadas de la médula ósea son capaces de producir en vivo y en el laboratorio, una serie de células de tipo no sanguíneas, convirtiéndose en las mejores candidatas para ser usadas en la reparación pulmonar. De todas las células madre o células con actividad progenitora del humano, las únicas usadas en forma extensa en terapias celulares son las provenientes de médula ósea.

 En pacientes a quienes se les ha tratado con trasplante alogénico de médula ósea  (de un donante) por enfermedades como son los cánceres de la sangre, se ha demostrado que existe un fenómeno llamado quimerismo tanto de células epiteliales como endoteliales. Lo anterior quiere decir que en las personas receptoras de estos trasplantes se pueden encontrar células de dos tipos diferentes o con más de un set de ADN, lo cual significa que unas  pertenecen al donante y otras al paciente. Estos hallazgos  se repiten en pacientes hombres que han recibido células trasplantadas de una mujer, habiéndose demostrado que el anidamiento de las células trasplantadas se lleva a cabo principalmente en las áreas de lesión.

Esta última observación es consistente con otros reportes en el cual el anidamiento de células madre fue mayor en los tejidos dañados, como por ejemplo en aquellos que han recibido radiación.  Lo anterior se apoya en la noción de que la lesión preexistente incrementa la movilización y la captación de las células derivadas de la médula hacia el área de inflamación. Por consiguiente, hay evidencia que el estímulo inflamatorio incrementa la salida de factores solubles a partir de las células epiteliales del pulmón dañado, el cual es capaz de jugar un papel importante en la atracción de las células madre provenientes de médula ósea.

Recientemente, además de las células derivadas de la médula ósea, las células mesenquimales han emergido como modalidad de tratamiento en varias enfermedades inflamatorias debido a sus propiedades anti inflamatorias e inmunomoduladoras. La primera evidencia de estas propiedades y del potencial de las MCSs en las enfermedades pulmonares se publicó al inicio de la esta década.

 El Global Strategy for the Diagnosis, Management, and  Prevention of Chronic Obstructive Pulmonary Disease (GOLD) define el EPOC como una enfermedad prevenible y tratable con algunos efectos extra pulmonares significativos que contribuyen a la severidad en cada uno de los pacientes.

Esta enfermedad es causa común de morbilidad y mortalidad a nivel mundial y representa actualmente, la 5ª causa de muerte en países desarrollados y se espera un incremento de su prevalencia en las décadas venideras.

El fumado se considera el mayor factor de riesgo para desarrollar la enfermedad y representa el 80-90% de los casos. De hecho, la inhalación de partículas nocivas como humo de cigarrillo, causa la aparición de células inflamatorias particularmente neutrófilos, macrófagos y linfocitos CD8 dentro de las vías aéreas liderando la inflamación crónica.

 De acuerdo a las más recientes guías de tratamiento, las terapias disponibles actualmente, tanto farmacológicas como de otros tipos, son esencialmente sintomáticas con excepción de dos acciones que pueden incrementar las expectativas del paciente: a) cesar de fumar y B) oxigenoterapia por largo tiempo en personas con fallo respiratorio.

 A diferencia de lo apuntado antes, las células mesenquimaleds (MSCs) son consideradas como una nueva  terapia en EPOC debido a sus efectos inmunomoduladores así como por la habilidad que poseen para regenerar  las células pulmonares tipo I y II dentro de los espacios aéreos.

Las MCSs son células madre de origen no hematopoyético sino mesodermal que presentan un gran potencial de crear nuevas células de linaje diferente, y tienen la capacidad de convertirse en musculo esquelético, sangre, grasa, tejido vascular y urogenital, además de tejido conectivo en todo el cuerpo.

Debido a su ilimitada capacidad de autorenovarse, estas células presentan un gran potencial de expandirse. Además, muestran estabilidad genética, son fácilmente obtenibles por aspirado de médula, se expanden con gran eficiencia, se pueden trasladar con facilidad del laboratorio a la cama del enfermo y son compatibles con diferentes métodos de formulación y aplicación a los pacientes.

Las MCSs son capaces de migrar a los sitios de lesión y tienen fuertes propiedades antiinflamatorias por lo que pueden ser usadas exitosamente en trasplantes para el mismo paciente o provenientes de donantes. Además de lo anterior, son capaces de de proteger los tejidos pulmonares por la supresión de mediadores inflamatorios.

Por lo tanto, los procedimientos basados en células madre representan una nueva terapia para la EPOC en sustitución de otro tipo de tratamiento efectivo. En estos procedimientos las células actúan como fabricas celulares produciendo mediadores que estimulan la reparación de los tejidos,  induciendo a las células pulmonares o produciendo una respuesta beneficiosa de los tejidos circundantes. En cualquier caso, el efecto generalizado es la mejoría de la supervivencia de las células madre como la mejoría de las condiciones del tejido.

Opinión del experto

 Los estudios antes mencionados proveen evidencia directa que las MCSs y otras células madre pueden ser usadas para tratar la EPOC y otras enfermedades pulmonares, aunque el mecanismo exacto de cómo se realiza el proceso deba de ser mejor entendido.

 Las células MCSs humanas se obtienen directamente del propio paciente, y su uso subsecuente en el tratamiento de los enfermos tiene la ventaja de que, en vista de que las MCS son autólogas, no serán rechazadas después de la terapia.

A pesar de su baja capacidad de anidar en el pulmón para diferenciarse en células del órgano, tienen efectos benéficos en el paciente. Muchas observaciones proveen evidencia que las MCSs actúan por medio de una combinación de efectos paracrinos  que estimulan la expansión, el anidamiento y diferenciación de las MCSs en células epiteliales alveolares, células endoteliales, fibroblastos y células epiteliales entre otras, regenerando el tejido pulmonar del enfermo.

La Universidad de Harvard Confirma la Existencia de Células Madre en el Pulmón Humano

El 12 de Mayo del 2011  el  New England Journal of Medicine publicó un excitante e interesante artículo científico del Brigham and Women’s Hospital, de la Escuela de Medicina de la Universidad de Harvard en  Boston (USA) y de la Universidad de Parma, en  Italia; confirmando solida evidencia acerca del hallazgo y aislamiento de células madre pulmonares.

Investigadores de ambas Universidades encontraron que los pulmones humanos contienen células madre indiferenciadas anidadas  en nichos en las vías aéreas distales.

Este es un hallazgo científico muy importante debido a que confirma el hecho de que existen células madre en el pulmón de los humanos capaces de regenerar los tejidos pulmonares y mejorar las enfermedades como la enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC), el enfisema o la fibrosis.

Una serie de importantes reportes de los últimos 5 a 10 años han demostrado que las células madre adultas derivadas de la médula ósea tienen mayor plasticidad y son capaces de diferenciarse en epitelio bronquial y alveolar, endotelio vascular y células de tipo intersticial, convirtiéndose en  candidatas primarias para la reparación pulmonar en varias enfermedades.

Los estudios mencionados antes proveen evidencia de que las células madre mesenquimales (MCSs) y otras células derivadas de la médula ósea pueden ser usadas para el tratamiento de la EPOC y de otras enfermedades pulmonares, aunque el mecanismo preciso de como se realiza este proceso en colaboración con las células madre residentes no haya sido completamente dilucidado. A este respecto, Lobinger (Londres, UK) ha demostrado que las células progenitoras derivadas de la médula ósea tienen la habilidad de transformarse y funcionar como células de las vías aéreas y del tejido pulmonar, a pesar de que la comunidad médica no conozca a profundidad el proceso biológico que se lleva a cabo entre las células madre residentes en el pulmón y las derivadas de la médula ósea.

La hipótesis de que éstas células pueden ser usadas con propósitos regenerativos en las enfermedades pulmonares se confirma por el hecho de que las células anidan en el pulmón, adquieren características de ciertas poblaciones de células respiratorias y reducen el grado de fibrosis pulmonar en los pacientes.

Debido a la relevancia de estos hechos, a continuación el lector encontrará un corto resumen de los conceptos más importantes publicados en el trabajo científico de las Universidades de Harvard y Parma  relacionados con el descubrimiento y la evidencia de la existencia de células madre pulmonares. (Evidence for Human Lung Stem Cells, J. Kajstura, M. Rota, el al.; N Engl J Med 2011; 364:1795-806.)

Los investigadores citan que se han encontrado en diferentes niveles del pulmón  algunas células con algunas de las características de las células madre, pero la demostración fehaciente de células no comprometidas con funciones especializadas o multipotenciales ha permanecido en la oscuridad hasta ahora.

Con el objetivo de demostrar la existencia de células madre en los pulmones humanos, estos investigadores obtuvieron muestras de tejido pulmonar no utilizado proveniente de donadores de órganos, de pulmones fetales después de muerte fetal y de pulmones normales del banco de tejidos torácicos del Brigham and Women’s Hospital.

Para establecer si estos especímenes poseían un paquete de células madre adecuado, se utilizó el antígeno C-kit como marcador para identificar  y caracterizar estás células. El criterio para clasificar las células madre pulmonares fue su capacidad para auto renovarse, su clonogenicidad y multipotencialidad tanto en vivo como en el laboratorio.

Todas las muestras obtenidas fueron preparadas para ser trasplantadas.

Después de la recuperación y recolección de las células madre pulmonares humanas, se efectuaron operaciones torácicas (toracotomías) en ratones hembras anestesiados e inmmuno suprimidos con ciclosporina en quienes se creó una lesión en el pulmón de 2-3 mm2 con una sonda metálica congelada en nitrógeno líquido. El área adyacente  al tejido dañado recibió 6 inyecciones de células pulmonares humanas (con alrededor de 20,000 células en cada inyección) mezcladas con microesferas de poliestireno marcadas. El tórax de los ratones fue cerrado y los animales fueron sacrificados a las 12 horas, 2 días, 10 y 14 días después de la cirugía. En algunos de los ratones, se extrajo tejido que se había regenerado, se preparó y fue inyectado de nuevo en un nuevo animal a quien se hizo una lesión por congelamiento igual que en los primeros especímenes.

Los resultados obtenidos mostraron que después de 2 días, aproximadamente el 30% de las células humanas depositadas estaban presentes en el tejido dañado rodeando el borde de la lesión y después de 10 a 14 días, las células humanas  se habían clonado y formado bronquiolos humanos, alveolos y vasos pulmonares, restaurando parcialmente la integridad estructural del tejido pulmonar de los ratones. De esta manera, las células madre humanas demostraron tener auto renovación y multi potencialidad en vivo.

Estas células humanas generaron bronquiolos nuevos de aproximadamente 30 a 250 μm de diámetro, así como arteriolas de tamaño pequeño y medio de diámetro aproximado de 20 to 70 μm y el nuevo tejido pulmonar creado reemplazó más del 30% del tejido del ratón originalmente dañado.

Entre 10 a 14 días después de la lesión y trasplante en los ratones, se identificaron y recuperaron células pulmonares humanas indiferenciadas (células madre) provenientes del tejido pulmonar regenerado y del área intacta adyacente en los pulmones de los ratones. Se encontraron aproximadamente 20,000 células madres humanas en cada uno de los ratones tratados.

Después de un procedimiento especial, estas células fueron recuperadas e inmediatamente vueltas a trasplantar en un nuevo ratón a quien se le hizo una nueva lesión por congelación en uno de sus pulmones.

Diez días después de esto, los nuevos ratones fueron sacrificados  y de nuevo bronquios humanos, alvéolos y vasos fueron identificados, documentando que de nuevo estructuras pulmonares  humanas se formaron derivadas de los trasplantes seriados.

Estas nuevas células madre humanas detectadas en esta nueva camada de ratones evidencian claramente en vivo, la capacidad de auto renovación  y proliferación a largo plazo  de las células madre pulmonares trasplantadas. Adicionalmente a lo anterior, se descubrieron conexiones directas entre vasos sanguíneos del tejido de los ratones con el nuevo tejido humano regenerado documentando la integración entre ambas estructuras.

Los resultados demuestran que los pulmones humanos poseen un grupo de células que tienen las propiedades básicas de las células madre como son: autorenovación, clonogenicidad y multipotencialidad tanto en vivo como en vitro. La habilidad de las células pulmonares humanas de crear bronquiolos, alvéolos y vasos pulmonares humanos en el ratón da la evidencia necesaria a favor del papel crucial que las células pulmonares humanas tienen en el funcionamiento y en la regeneración del órgano después de la injuria.

Estos hallazgos no excluyen el hecho y los conceptos, de que otras células madre como las bronco alveolares, las Clara, las tipo II, y las alveolares epiteliales están involucradas  en el manejo de la respuesta a la inflamación y daño tisular. De igual manera, la presencia de células madre humanas pulmonares no excluye la posibilidad de que otras células se puedan programar o diferenciar y formar una progenie o convertirse en tejido pulmonar, fenómeno observado en otros órganos.

En conclusión, este estudio provee varias líneas de evidencia sustentable de la existencia de células madre humanas en los pulmones. Estas células se dividen en forma asimétrica o distinta para generar bronquiolos, alvéolos, y vasos sanguíneos pulmonares de distintos calibres (incluso capilares) en ratones vivos, lo cual hace posible la regeneración de los pulmones dañados.

Además, las células madre humanas obtenidas del tejido pulmonar regenerado fueron capaces de auto regenerarse y de crear tejido pulmonar humano en otros ratones distintos en quienes se creó un área de lesión. La identificación inmunohistoquímica de los tejidos trasplantado correspondió a tejido humano evidenciado por la presencia de cromosomas sexuales y genes humanos.

Nuevas alternativas en el tratamiento de la EPOC y las enfermedades pulmonares crónicas.

El EPOC (enfermedad pulmonar obstructiva crónica) se caracteriza por 2 patologías distintas pero muy relacionadas: bronquiolitis predominantemente en pequeñas vías aéreas (menos de 2mm de diámetro) y el enfisema,  que se caracteriza por la dilatación y destrucción del tejido pulmonar más allá de los bronquiolos terminales.

 La clave de los cambios fisiológicos relacionados con la limitación al flujo de aire en EPOC incluyen la pérdida de la presión y elasticidad pulmonar en expiración debida a la destrucción del septo alveolar y de los bronquiolos terminales (enfisema), incremento de resistencia al flujo del aire debido a cambios de la pared de la vía aérea (engrosamiento de la vía aérea) y a la impactación de moco en el interior del conducto aéreo.

A pesar de que ha habido tremendos avances en la comprensión de la pato biología de la EPOC en las últimas dos décadas, el mecanismo patológico exacto de por qué ocurren el enfisema y los cambios de las vías aéreas en la EPOC se mantiene en el misterio.

Una de las teorías más aceptadas es la “hipótesis de la inflamación”. Sus defensores argumentan que en ciertos individuos genéticamente susceptibles, la inflamación pulmonar  ocurre como respuesta a ciertos desencadenantes ambientales como el humo del cigarrillo, la contaminación del aire, y cambios de una  respuesta normal a una anormal, caracterizada por una respuesta inmune innata y adaptativa en algún momento durante la exposición a los contaminantes.

Interesantemente, una vez los cambios inflamatorios han quedado firmemente establecidos en los pulmones, la retirada del elemento desencadenante  como sería el humo del cigarrillo, no produce una reducción de la respuesta inflamatoria que se observa en la vías aéreas. De hecho, muchos fumadores que han abandonado el hábito de fumar continúan demostrando inflamación de sus vías aéreas.

Otra hipótesis emergente se relaciona con un envejecimiento acelerado de las células, (senescencia), que resulta en una serie de perturbaciones en la función y morfología celular que culminan en el fallo celular y en el desarrollo de la enfermedad.

Infortunadamente, los intentos de mejorar a los pacientes con base a medicamentos han fracasado, razón por la cual nuevos métodos de tratamiento han ido logrando más aceptación a medida de que los reportes indican su beneficio para el paciente. La terapia que actualmente muestra mejores resultados y más beneficios es el uso de células madre adultas provenientes del mismo paciente.

El pulmón es un órgano complejo con una capacidad regenerativa limitada.

Las células madres del propio paciente, con capacidad ilimitada de auto renovación y de producción de más células progenitoras, se han concebido como el punto central del proceso de reparación y regeneración de varios órganos. Muchos estudios científicos han demostrado más allá de toda duda, el grado de plasticidad (conversión) de las células madre adultas provenientes de la médula ósea que poseen una aparente habilidad para convertirse en células de otro linaje (células de otros órganos), adoptando los fenotipos funcionales (características) de otros tejidos.

La médula ósea contiene células madre hematopoyéticas (HSCs), las cuales se diferencian característicamente en cada una de las células maduras de la sangre (plaquetas, glóbulos blancos y rojos), y células madre mesenquimales (MSCs), las cuales se diferencian en grasa, hueso, cartílago y otros tejidos mesenquimatosos.

Muchos estudios han demostrado que las células madre adultas derivadas de la médula ósea son capaces de producir una variedad de células no hematopoyéticas tanto in vitro como in vivo, incluyendo células pulmonares o cardíacas.

La evidencia obtenida de estos estudios es que las células madres hematopoyéticas son activamente atraídas por el pulmón dañado para ayudar con su proceso de reparación. También hay evidencia acumulada acerca de la contribución de estas células a la comunidad de fibro y mio blastos de los pulmones por medio de las células fibrocíticas circulantes. También hay pruebas convincentes de anidamiento de células madre dentro de la red vascular pulmonar por otras células progenitoras provenientes de la médula ósea. Las células madre derivadas de la médula ósea son atraídas por el tejido pulmonar dañado como se describió antes y los estudios han demostrado que si el proceso de migración de estas células progenitoras se ve aumentado, el daño pulmonar puede ser reducido.

Las posibilidades terapéuticas con células progenitoras tienen entonces una multitud de implicaciones clínicas para el pulmón. La realización del trasplante autólogo (células del mismo paciente) de este tipo de células puede contribuir a la reparación del pulmón dañado permitiendo su utilización y manipulación en enfermedades humanas. El tratamiento por medio de terapias celular es actualmente una valiosa alternativa para desórdenes agudos o para enfermedades crónicas como el enfisema y la fibrosis pulmonar, tal como lo demuestran los resultados positivos de los tratamientos realizados.

Hay evidencia científica que las células madre derivadas de la médula ósea son capaces de alcanzar áreas del cuerpo humano que se encuentran bajo injuria y contribuir a su reparación. El mecanismo exacto no está totalmente dilucidado, y diferentes especies de células pueden tener diferentes roles en determinadas situaciones. Sin importar esta situación, estos descubrimientos científicos han abierto nuevas e importantes avenidas de terapias farmacológicas, celulares y genéticas para enfermedades que tienen gran necesidad de nuevas alternativas, como la fibrosis pulmonar, la enfermedad pulmonar obstructiva crónica y otros padecimientos no solamente del sistema respiratorio.

Los estudios publicados por investigadores de las Universidades de Emory y Vermont de USA, dicen textualmente:

“Recientes descubrimientos sugieren que las células madre embrionarias y las células madre derivadas de tejidos adultos, incluyendo las provenientes de médula y de cordón umbilical pueden ser utilizadas en la reparación y regeneración de pulmones enfermos o dañados. Después de la administración sistémica, muchas células inicialmente se localizan en el pulmón y el daño del mismo da como resultado el incremento de la localización y retención de las células en el pulmón. Importante hecho es, que no se han reportado efectos adversos significativos (con el tratamiento)”

En la Universidad de Nápoles, Italia, uno de sus especialistas, sostiene en su publicación Expert Opinion del 2010 lo siguiente: “Estudios proveen evidencia directa que las células mesenquimales (MCS) pueden ser usadas en EPOC, u otras enfermedades pulmonares, a pesar de que el mecanismo preciso relacionado con este proceso requiera ser mejor comprendido para alcanzar este objetivo. Las células MCS humanas son obtenidas directamente de los pacientes, de tal forma que el uso clínico subsecuente de estas células  tiene como ventaja el hecho de que al ser autólogas, no serán rechazadas después del trasplante.

Conclusión:

Los datos acumulados tanto de animales como de humanos indican que las células madre humanas adultas proveen de una alternativa terapéutica válida para la reparación del pulmón en EPOC, fibrosis, enfisema y otras enfermedades pulmonares. Adicionalmente, debe de consignarse que este tipo de tratamiento en nuestro centro es de corto plazo (alrededor de una semana), de menor costo si se compara con lo que gasta un paciente anualmente en su padecimiento y los riesgos son muy pequeños. Considerando que no existe alternativa terapéutica adicional para este tipo de pacientes, es válido ofrecer esta posibilidad al enfermo y a su familia.

 

Terapia Celular en Enfermedades Pulmonares. Resumen del Reporte de Cuatro Casos.

Dr. J Ribeiro y Col. Enero 2011. Int. Jour. COPD, 2011:6 63-71

La enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC) se define como un estado patológico caracterizado por un gradual, crónico y creciente deterioro del flujo del aire en los pulmones. Esta limitación se asocia con una respuesta inflamatoria anormal de los pulmones a la inhalación de partículas y/o gases tóxicos.

El síntoma principal de esta patología está asociado con una crónica y progresiva disnea (cansancio) y tos productiva.

La EPOC es un problema de salud pública a nivel mundial, con una alta prevalencia y significativo impacto social y económico. De acuerdo a datos recientes de la Organización Mundial de la Salud, la prevalencia global de la EPOC ha sido estimada en 210 millones de individuos, con un grupo de 80 millones padeciendo una enfermedad en etapa moderada o severa.

Actualmente, es la quinta causa principal de muerte; sin embargo, se estima que para 2030 será la tercera causa de fallecimientos, primariamente debidas a fumar cigarrillos.

Dentro del amplio espectro de los hallazgos que presenta la EPOC, lo más relevante es la limitación del flujo del aire en las vías aéreas, resultando en la pérdida de la pared alveolar con ensanchamiento del espacio alveolar en la porción  terminal del bronquiolo.

A pesar de los avances en la prevención y en el tratamiento de los síntomas, no se ha logrado hasta hoy día,  ninguna terapia efectiva y ninguno de esos avances ha permitido la reducción y detener el progreso continuo de la enfermedad en los pacientes.

En este contexto, la terapia celular (TC) con células madre (CM) despunta como una nueva alternativa terapéutica con un amplio potencial para su aplicación.

Sin importar la falta de datos concluyentes de cómo se realiza el mecanismo de anidamiento de las células en los tejidos, la evidencia experimental ha apoyado el uso de células madre mesenquimales o mono nucleares hematopoyéticas provenientes de la médula ósea para el tratamiento de enfermedades pulmonares crónicas.  Debido a lo anterior, múltiples estudios indican que existe migración de células mesenquimales y hematopoyéticas adultas a las áreas dañadas del pulmón, las cuales regeneran el parénquima pulmonar.

Esta evidencia, además de otra información relevante, sirve de base para tratar los pacientes con EPOC avanzada en fase IV con disnea o en diferentes etapas.

En la fase previa al tratamiento, los pacientes fueron evaluados por completo de sus funciones pulmonares, estado general y de laboratorio, y en todos ellos se obtuvieron células madre de su propio cuerpo y procedentes de su médula ósea para realizar la terapia.

La infusión de esas células se llevó a cabo por medio de una vena periférica (braquial media), inmediatamente después de la preparación, separación y conteo de las células mono nucleares.

El seguimiento subsecuente de los enfermos se condujo por medio de citas médicas en el lapso de un año para realizar pruebas y análisis del progreso clínico de los pacientes. Las edades de ellos estaban entre los 59 y los 76 años, todos eran hombres con EPOC avanzada en etapa IV con disnea.

El hábito del fumado al menos de 20 años de duración fue un hallazgo común para todos los pacientes, y todos habían abandonado el vicio 10 años atrás. Todos los casos reportaron disnea al mínimo esfuerzo y dependencia crónica de oxígeno por medio de catéter nasal.

En términos generales, los parámetros de laboratorio fueron consistentes con un estado normal y aceptable. La Tomografía Computarizada validó el diagnóstico de moderado o avanzado enfisema con malestar de los enfermos.

Después de la infusión del paquete celular no ocurrieron reacciones adversas que pudieran asociarse a la terapia.

Después del tratamiento el paciente No 1 mejoró su condición clínica y gradualmente redujo su consumo de oxígeno proveniente de la cánula nasal.

Tomando en cuenta los hallazgos y resultados clínicos de los pacientes, se puede asegurar que la metodología de recolección e infusión de CM está libre de efectos adversos o colaterales. Todos los sujetos mejoraron su condición clínica y los reportes completos indican una gran tolerancia al esfuerzo sin necesidad de usar O2 por catéter nasal, además de mayor capacidad al ejercicio, sin que hubiese caída de la saturación de O2 en sangre.

El hecho de que esta sensación de mejoría clínica fuese debida a un efecto placebo no se excluyó, y podría haber sido explicada fácilmente durante los primeros días o aún algunas semanas después del tratamiento. Sin embargo, el efecto placebo no se justifica después de varios meses de seguimiento clínico y de laboratorio confirmando la mejoría en los datos de los pacientes.

Además, todos los pacientes, especialmente los No. 2 y 3, mostraron un significativo avance y mejoría en su condición sicológica y en su calidad de vida.

El estudio de laboratorio del volumen espiratorio forzado en el 1º segundo (FEV1) de todos los enfermos mostró  mejoría después de 30 días. La capacidad vital forzada y la capacidad vital fueron evaluadas después de un mes posterior al procedimiento, y la primera disminuyó. Sin embargo hay que tomar en consideración de que los valores de los exámenes de los pacientes han sido constantemente mayores que los obtenidos antes del tratamiento.

Los resultados de esta terapia clínica demuestran que el procedimiento fue efectivo e influyó en evitar el avance del enfisema pulmonar.

La efectividad de las CM ha sido demostrado por trabajos previos. Voltarelli y col. realizaron un estudio prospectivo en pacientes diagnosticados con diabetes mellitus tipo 1 en etapa asintomática, a quienes se les realizó trasplante autólogo de  células madre. Los resultados demostraron que el 90% de ellos se volvieron insulino independientes y solo uno de ellos no respondió a la terapia. También se ha demostrado que el uso de células madre es muy efectivo en el tratamiento de enfermedad reumática, lupus, cáncer de ovario, esclerosis múltiple, enfermedad de Hoddkin y enfermedades del corazón.

Los resultados obtenidos en estos pacientes indican que el método de utilizar CM para pacientes con enfisema y EPOC es muy seguro y no tiene efectos adversos significativos que puedan poner en riesgo al paciente. Además los análisis de laboratorio, confirmados por la respuesta clínica, reportan mejoría de los pacientes, especialmente en los primeros 30 días después de efectuada la terapia. Después de este período, los test de laboratorio tienen tendencia a disminuir, pero sin llegar a los valores de antes del procedimiento.

Estos resultados confirman que la terapia celular puede ser usada para estimular la regeneración pulmonar.