El "asesino" número uno mundial de los seres humanos es
el infarto agudo de miocardio (más conocido como "ataque al corazón"). Nada mata a más
gente, ya sean a hombres o a mujeres. De hecho, se calcula que una de cada 4
personas morirá por esta causa. En Estados Unidos, alguien muere por un ataque al corazón cada 40 segundos. Mientras tanto, en España, alrededor de 15.000 personas
mueren por esta causa cada año. Lejos de disminuir, estas cifras se incrementarán aún más a lo largo
del tiempo debido al envejecimiento progresivo de la población occidental.
Cuando lo que se necesita es un nuevo
corazón
Los avances en los tratamientos farmacológicos y quirúrgicos han
conseguido mejorar considerablemente el pronóstico tras un infarto. Sin
embargo, salvo los trasplantes de corazón, los tratamientos médicos son
paliativos y no curativos. ¿Por qué? Porque una vez que una región del
corazón se ha muerto, este tejido no volverá a regenerarse ni a volver a
funcionar jamás. Con el tiempo, esto supone una alteración progresiva del
músculo cardíaco que estaba sano con un empeoramiento de la función global del
corazón, hasta poner en serio peligro la vida debido a un fallo cardíaco.
El único tratamiento realmente curativo, que permite que la función cardíaca
vuelva a la normalidad es el trasplante de corazón.
Desafortunadamente, no hay suficientes donantes de corazón para todos aquellos
que necesitan el trasplante de este vital órgano. Multitud de pacientes mueren en listas de espera en diversas partes del
mundo, tras una
agónica demora de un corazón que no llega a tiempo.
No hay suficientes donantes de corazón
para todos aquellos que necesitan el trasplante.
La escasez de donantes de corazón es un fenómeno que se agudizará el
tiempo, debido al incremento de personas que necesitarán uno, entre otros
factores. Además, no solo los pacientes afectados por un infarto cardíaco
pueden necesitar un trasplante, determinadas personas afectadas por
enfermedades cardíacas tales como malformaciones congénitas o miocardiopatías hipertróficas (en donde la pared del corazón se engrosa y no funciona como
debería) también pueden requerirlo.
Este oscuro panorama ha llevado a científicos de todo el mundo a
embarcarse en una gran y ambiciosa aventura: la creación de un corazón
bioartificial humano. Entre las múltiples estrategias para conseguirlo,
investigadores del área de la medicina regenerativa trabajan para desarrollar
corazones humanos a través de componentes biológicos. Aunque se inspiran en los
conocimientos más punteros en biología y medicina, también recurren a los
avances tecnológicos para este objetivo. En la actualidad, existen tres
enfoques principales en la vanguardia para la creación de corazones humanos
completos.
Impresión 3D
Las impresoras 3D con materiales inorgánicos y sus aplicaciones se han
expandido tanto que ya casi se han vuelto algo cotidiano. Sin embargo, hasta
hace pocos años, la impresión 3D ha sido un terreno vedado para la medicina
regenerativa, especialmente para la creación de tejido cardíaco. ¿El principal
obstáculo? La escasa supervivencia de las células durante la impresión. Las
células cardíacas musculares (cardiomiocitos) son muy delicadas y necesitan
ciertas condiciones para mantenerse con vida. Hace apenas unos años, las
impresoras 3D mataban a la absoluta mayoría de los cardiomiocitos.
Afortunadamente, los avances en las tecnologías de impresión 3D han
conseguido solucionar gran parte de este problema. Hoy en día, impresoras
3D crean tejidos cardíacos, capa a capa,mediante inyección de biotinta que
contiene diversos tipos de células y biomateriales. Los biomateriales son
imprescindibles para dar apoyo estructural y mejorar las propiedades de estos
tejidos.
Hasta el momento, se ha conseguido desarrollar parches de tejido cardíaco relativamente finos. La creación de corazones humanos
adultos aún queda muy lejos debido a 3 grandes retos. Por un lado, que
puedas imprimir a muchas células juntas con forma de corazón, no significa, ni
mucho menos, que vayan a funcionar coordinadamente como un corazón. Es
imprescindible conseguir que estas células se organicen y funcionen de forma
conjunta. Por el momento, no sabemos cómo hacerlo.
Otra gran barrera es conseguir la estabilidad estructural de grandes
órganos blandos durante la impresión, sin afectar a la funcionalidad. A partir
de ciertas dimensiones, la impresión 3D de órganos blandos es como
jugar a hacer castillos de naipes, con una estabilidad muy precaria en la
que es muy fácil que haya "derrumbes". Otro reto que va asociado a
las grandes dimensiones de un órgano como el corazón humano es conseguir que,
tras la impresión, las células no se asfixien y mueran desnutridas. Para ello,
es imprescindible que exista un sistema circulatorio integrado que aporte el
oxígeno y los nutrientes que necesitan las células en el órgano impreso. De
nuevo, por el momento, se desconoce cómo conseguirlo.
Células de quita y pon: decelularización
y recelularización
¿Y si en lugar de intentar crear corazones desde cero, como en la
impresión 3D, intentamos aprovecharnos de la madre naturaleza a partir de
corazones ya creados? Gracias a diferentes sustancias químicas (como
detergentes) es posible quitar todas las células de un corazón y
quedarte sólo con el esqueleto fibroso (la matriz extracelular).
Gracias a diferentes sustancias químicas (como detergentes) es posible quitar
todas las células de un corazón y quedarte sólo con el esqueleto fibroso
Así, por ejemplo, podemos eliminar todas las células de un corazón de un
cerdo, quedándonos con el esqueleto para, a continuación, administrar células
humanas que invadan ese esqueleto. El uso del cerdo no es casual, ya que el
corazón porcino es muy similar al humano en estructura y función. La gran
ventaja de tener un "esqueleto" de un corazón de cerdo es que ya
tenemos creada una estructura compleja, estable y natural, y es fácil que las
células se adhieran a esta matriz.
Además, están también presentes las estructuras básicas de los vasos
sanguíneos, lo que haría más fácil volver a desarrollarlos mediante la
inyección de las células típicas que recubren estos vasos. Por otro lado, al
eliminar las células de un corazón de cerdo, la reacción de rechazo inmunitario
por parte del ser humano disminuye considerablemente. Eso, combinado con la
existencia de cerdos transgénicos con matrices extracelulares más humanas,
hacen que sean una posibilidad atractiva para la creación de corazones
humanos.
Ahora mismo, el principal obstáculo en la creación de corazones humanos
mediante la combinación de células humanas y matrices extracelulares de
animales como el cerdo es la repopularización de estas matrices con
células humanas. En otras palabras, cómo poner las células en esos
"esqueletos" cardíacos de forma que se distribuyan como lo harían en
un corazón humano y se pongan a funcionar coordinadamente. Quitar las
células de los corazones animales es muy fácil, pero poner células humanas sin
que se apelotonen en áreas muy concretas se presenta como un verdadero
reto.
Quimeras cerdo-humanas
Las quimeras son
organismos que poseen células con ADN procedentes de diferentes individuos.
Esto es algo que se da raramente en la naturaleza dentro una misma especie. Sin
embargo, lo que nunca había ocurrido antes eran quimeras entre especies tan
diferentes como el cerdo y el ser humano. En el año 2017, científicos del Instituto
Salk lograron crear por primera vez, gracias a técnicas de modificación
genética, quimeras cerdo-humanas. ¿En qué consisten exactamente? Se
tratan de cerdos alterados genéticamente para que no desarrollen ciertos
órganosdurante el desarrollo embrionario/fetal. En su lugar, se
introducen células madre humanas que se encarguen del desarrollo de
órganos humanos.
Dicho de otra forma, se está trabajando para conseguir que
animales como el cerdo puedan desarrollar naturalmente corazones humanosdurante
el embarazo. Así, es la naturaleza la que hace casi todo el trabajo y los
científicos sólo tienen que "hackear" el manual de instrucciones del
desarrollo embrionario del cerdo.
Humanizar a animales, aunque sea con el noble objetivo de crear
corazones humanos para salvar vidas, difumina la frontera de lo que supone ser
humanos.
Aún es pronto para saber hasta dónde se puede llegar. Por razones
éticas, tan sólo se ha permitido el desarrollo de estas quimeras cerdo-humanas
hasta los 28 días de embarazo. Y es que esta técnica no está precisamente
exenta de polémicas. Humanizar a animales, aunque sea con el noble objetivo de
crear corazones humanos para salvar vidas, difumina la frontera de lo que
supone ser humanos. Precisamente por ello, una de las líneas rojas de esta
técnica es el desarrollo de cerebros humanos en animales. Se está evitando,
a toda costa, que los animales quimeras puedan desarrollar cerebros humanos,
con la posibilidad teórica de desarrollar consciencia e inteligencias humanas.
En estos momentos, los científicos están investigando cómo de compatible
es el desarrollo de cerdos con células madre humanas para crear órganos que no
son los típicos del cerdo. Además, tampoco sabemos qué grado de rechazo
inmunológico desencadenarían órganos creados así. Dado que esta estrategia está
en pañales son muchos los detalles que desconocemos.
Pero todavía falta para verlas en
acción
En la actualidad, no se contempla que ninguna de estas tres
estrategias llegue a la clínica en un futuro próximo. Son muchos detalles por
perfeccionar y muchos conocimientos que adquirir. Sí que se han usado en
algunos ensayos clínicos parches cardíacos que han demostrado seguridad y
ciertos beneficios. Además, los tejidos creados pueden emplearse como modelos
de enfermedades cardíacas o para hacer pruebas de fármacos. A pesar de ello, la
creación de un corazón bioartificial humano completo es un objetivo mucho
más ambicioso y llegar a alcanzarlo está aún lejos de lo cotidiano, pero más
cerca que la ciencia ficción.
No hay comentarios.:
Publicar un comentario