La pregunta Naukas 2014 – José Ramón Alonso

La pregunta Naukas 2014

¿Cuál será el avance o descubrimiento de la ciencia que más va a cambiar el mundo en los próximos años?

Mi apuesta va por la aplicación clínica masiva de células madre.

Numerosas enfermedades van unidas a procesos de degeneración, a pérdida de células. Para muchas de estas patologías no hay tratamientos eficaces por lo que nuestra amplia experiencia con las piezas de nuestros coches nos lleva al mensaje: si no puedes reparar el carburador, el motor, el cable del embrague, cámbialo. El objetivo principal de la investigación con células madre es conseguir piezas de recambio para nuestro organismo, es poder sustituir aquellos órganos o parte de ellos que no funcionan, que se han estropeado más allá de nuestra capacidad de reparación. Si no puedes repararlo, cámbialo.

El coste social, económico, sanitario y personal de las enfermedades degenerativas es brutal. En el cerebro, las enfermedades de Alzheimer o Parkinson son procesos neurodegenerativos; en muchos casos la diabetes va unida a la degeneración de los islotes de Langerhans del páncreas que se encargan de la producción de insulina; los infartos generan la muerte de cardiomiocitos, las células del músculo cardiaco, que son sustituidas por un tejido cicatrizal menos flexible y no contráctil que se convierte en un riesgo para un nuevo infarto; los cartílagos de las articulaciones son desgastados y las personas afectadas pierden movilidad y sufren graves dolores. Necesitamos una solución o al menos una vía a la esperanza para estos trastornos, algunos de los más prevalentes en los países desarrollados.

Las células madre son capaces de reproducirse de manera indefinida y diferenciarse a cualquier tipo celular. En teoría las células madre podrían proporcionarnos cualquier tipo celular necesario para el organismo adulto y tenemos ya ejemplos de éxito. Cuando alguien tiene una leucemia, una proliferación anómala de un tipo de células de la sangre, una solución posible es destruir su sistema hematopoyético y sustituirlo mediante un trasplante de médula ósea sana. En realidad lo que estamos haciendo es destruir la población original de células madre hematopoyéticas y sustituirlas por nuevas células madre sanas. Una sola célula madre es capaz de regenerar todo el sistema hematopoyético y dar lugar a todos los tipos celulares de la sangre y conseguir sangre sana y funcional. Josep Carreras es un ejemplo vivo de la eficacia de este tratamiento con células madre.

Un problema existente es que no es lo mismo células sueltas como en la sangre que las complejas estructuras tridimensionales con diferentes tipos celulares organizados en el espacio que son los órganos. Ya se han generado estructuras multicapa utilizando impresoras 3D con varios brazos robóticos y cartuchos similares a los de las impresoras de tinta que sueltan de manera controlada microgotas cargadas de células.

La obtención de células madre a partir de embriones generó desde su inicio importantes debates éticos y legales. El desarrollo de células madre pluripotentes inducidas (IPS cells) permite obtenerlas del propio cuerpo adulto del enfermo con lo que obviamos los problemas éticos y también los de un posible rechazo inmunológico.

La investigación sobre células madre avanza a una velocidad vertiginosa. Aún con la necesaria prudencia estamos ya en la fase de ensayos clínicos, de tener tan buenos resultados en la eficacia y seguridad de los experimentos en animales de laboratorio que nos atrevemos a realizar las primeras pruebas en humanos. Un ejemplo puede ser la degeneración macular ligada a la edad, la principal causa de ceguera en los países occidentales. La retina por su nula irrigación sanguínea —los vasos sanguíneos que la nutren están por debajo de la retina— es especialmente ventajosa para las pruebas en humanos.

Por un lado, si las células implantadas desarrollaran un fenotipo tumoral, no hay riesgo de que se expandan por todo el organismo porque están encapsuladas por el propio ojo. Por otro lado, el interior del ojo está relativamente a cubierto del sistema inmune por lo que si se implantan células madre exógenas —de otro ser— el riesgo de rechazo y la necesidad de una medicación inmunodepresiva de por vida son menores. Por último, el desarrollo del trasplante puede seguirse observando a través de la propia pupila del paciente lo que permite actuar según vaya siendo la evolución del tratamiento.

En la actualidad, tras éxitos en ratones, ratas y monos, seis personas con degeneración macular asociada a la edad, causada por un deterioro del epitelio pigmentario de la retina han recibido trasplantes de células madre. Las células se han desdiferenciado a partir de células de la piel de los propios pacientes (IPS cells) y luego se han reprogramado para convertirlas en la pieza necesaria, células del epitelio pigmentario. Somos muchos los que estamos convencidos de que este experimento va a tener éxito y muchas personas serán capaces de recuperar visión.

En mi propio grupo de investigación trabajamos con células madre en el mayor reto, el propio sistema nervioso central. Investigamos con modelos animales (ratones) que sufren una neurodegeneración (células de Purkinje y neuronas mitrales del bulbo olfatorio) y como resultado de esa pérdida de neuronas sufren un déficit sensorial y una parálisis progresiva. Nuestros trasplantes de células madre consiguen llevar “neuronas sanas” al cerebro y logran una mejora funcional

No sabemos cómo las células trasplantadas consiguen atravesar la barrera hematoencefálica, no sabemos a qué se debe la mejora funcional pues el número de células logradas parece demasiado bajo para esa mejoría tan llamativa, es mucho lo que no sabemos, pero al mismo tiempo cada mes encontramos algo sorprendente, sugestivo, esperanzador. Prudencia y esperanza, creo que ése es el mensaje en estos momentos.

Algunas de nuestras publicaciones sobre neurodegeneración y trasplantes de células madre:

Nucleolar disruption and Cajal body disassembly are nuclear hallmarks of DNA damage-induced neurodegeneration in Purkinje cells. Brain Pathol. 21(4):374-388 (2011)

Bone marrow contributes simultaneously to different neural types in the central nervous system by different mechanisms of plasticity. Cell Transplantation 20: 1179-1192. (2011).

Long-lasting changes in the anatomy of the olfactory bulb after ionizing irradiation and bone marrow transplantation. Neuroscience 173:190–205. (2011)

Purkinje cell degeneration in PCD mice reveals large-scale chromatin reorganization and gene silencing linked to defective DNA repair. J. Biol. Chem. 286: 28287-28302 (2011)

Changes in the serotonergic system and in BDNF distribution in the main olfactory bulb of PCD mice before and after mitral cell loss. Neuroscience 201:20-33. (2012)

Mild cerebellar neurodegeneration of aged heterozygous PCD mice increases cell fusion of Purkinje and bone marrow-derived cells. Cell Transplantation 21: 1595-1602 (2012)

Bone marrow transplantation restores function in the degenerated olfactory bulb. J. Neurosci. 32(26): 9053-9058 (2012)

Differential glia activation during the degeneration of Purkinje cells and mitral cells in PCD mutant mice. Glia 61(2): 254-272. (2013)


2 Comentarios

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MarinaMarina

Me ha emocionado leer esta publicación. Es humanamente esperanzador. No hay cheque, ni cifra capaz de comprar el bien que nos procura el esforzado y maravilloso trabajo de todos ustedes. Sólo puedo decirles: GRACIAS.

José Ramón

Muchas gracias, Marina
Es imprescindible ese ánimo a los investigadores y que la sociedad sea consciente de la importancia de la investigación.
Un saludo cordial

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