Medicina regenerativa
Campo de la medicina involucrado en la regeneración de tejidos.
Una colonia de células madre embrionarias humanas

La medicina regenerativa se ocupa del "proceso de reemplazo, ingeniería o regeneración de células, tejidos u órganos humanos o animales para restaurar o restablecer su función normal". [1] Este campo promete la ingeniería de tejidos y órganos dañados mediante la estimulación de los mecanismos de reparación del propio cuerpo para sanar funcionalmente tejidos u órganos previamente irreparables. [2]

La medicina regenerativa también incluye la posibilidad de cultivar tejidos y órganos en el laboratorio e implantarlos cuando el cuerpo no puede curarse por sí mismo. Cuando la fuente de células para un órgano regenerado se deriva del propio tejido o células del paciente, [3] se evita el problema del rechazo del trasplante de órganos por desajuste inmunológico. [4] [5] [6] Este enfoque podría aliviar el problema de la escasez de órganos disponibles para la donación.

Algunos de los enfoques biomédicos dentro del campo de la medicina regenerativa pueden implicar el uso de células madre . [7] Los ejemplos incluyen la inyección de células madre o células progenitoras obtenidas a través de la diferenciación dirigida ( terapias celulares ); la inducción de la regeneración por moléculas biológicamente activas administradas solas o como secreción por células infundidas (terapia de inmunomodulación); y el trasplante de órganos y tejidos cultivados in vitro ( ingeniería de tejidos ). [8] [9]

Historia

Los antiguos griegos postularon que las partes del cuerpo podían regenerarse en el siglo VII a. C. [10] El injerto de piel, inventado a fines del siglo XIX, puede considerarse el primer intento importante de recrear tejido corporal para restaurar la estructura y la función. [11] Los avances en el trasplante de partes del cuerpo en el siglo XX impulsaron aún más la teoría de que las partes del cuerpo podían regenerarse y generar nuevas células. Estos avances condujeron a la ingeniería de tejidos y, a partir de este campo, el estudio de la medicina regenerativa se expandió y comenzó a afianzarse. [10] Esto comenzó con la terapia celular, que condujo a la investigación con células madre que se lleva a cabo ampliamente en la actualidad. [12]

Las primeras terapias celulares tenían como objetivo ralentizar el proceso de envejecimiento. Esto comenzó en la década de 1930 con Paul Niehans, un médico suizo conocido por haber tratado a personajes históricos famosos como el Papa Pío XII, Charlie Chaplin y el rey Ibn Saud de Arabia Saudita. Niehans inyectaba células de animales jóvenes (normalmente corderos o terneros) a sus pacientes en un intento de rejuvenecerlos. [13] [14] En 1956, se creó un proceso más sofisticado para tratar la leucemia mediante la inserción de médula ósea de una persona sana en un paciente con leucemia. Este proceso funcionó principalmente debido a que tanto el donante como el receptor en este caso eran gemelos idénticos. Hoy en día, la médula ósea se puede extraer de personas que son lo suficientemente similares al paciente que necesita las células para evitar el rechazo. [15]

El término "medicina regenerativa" fue utilizado por primera vez en un artículo de 1992 sobre administración hospitalaria escrito por Leland Kaiser. El artículo de Kaiser termina con una serie de párrafos breves sobre tecnologías futuras que tendrán impacto en los hospitales. Un párrafo tenía como título en negrita "Medicina regenerativa" y afirmaba: "Se desarrollará una nueva rama de la medicina que intentará cambiar el curso de las enfermedades crónicas y en muchos casos regenerará sistemas orgánicos cansados ​​y defectuosos". [16] [17]

El término fue introducido a la cultura popular en 1999 por William A. Haseltine cuando acuñó el término durante una conferencia en el Lago Como, para describir intervenciones que restauran la función normal de aquello que está dañado por la enfermedad, lesionado por un trauma o desgastado por el tiempo. [18] Haseltine fue informado sobre el proyecto para aislar células madre embrionarias humanas y células germinales embrionarias en Geron Corporation en colaboración con investigadores de la Universidad de Wisconsin-Madison y la Facultad de Medicina de Johns Hopkins . Reconoció que la capacidad única de estas células para diferenciarse en todos los tipos de células del cuerpo humano ( pluripotencia ) tenía el potencial de desarrollarse en un nuevo tipo de terapia regenerativa. [19] [20] Al explicar la nueva clase de terapias que dichas células podrían permitir, utilizó el término "medicina regenerativa" en la forma en que se utiliza hoy: "un enfoque de la terapia que ... emplea genes, proteínas y células humanas para regenerar, restaurar o proporcionar reemplazos mecánicos para tejidos que han sido dañados por un trauma, dañados por una enfermedad o desgastados por el tiempo" y "ofrece la perspectiva de curar enfermedades que no se pueden tratar eficazmente hoy en día, incluidas las relacionadas con el envejecimiento". [21] [22]

Más adelante, Haseltine explicaría que la medicina regenerativa reconoce la realidad de que la mayoría de las personas, independientemente de la enfermedad que tengan o del tratamiento que necesiten, simplemente quieren recuperar su salud normal. Diseñada para una aplicación amplia, la definición original incluye terapias con células madre y células madre, terapia genética, ingeniería de tejidos, medicina genómica, medicina personalizada, prótesis biomecánicas, proteínas recombinantes y tratamientos con anticuerpos. También incluye farmacopea química más conocida: en resumen, cualquier intervención que restaure la salud normal de una persona. Además de funcionar como una forma abreviada de referirse a una amplia gama de tecnologías y tratamientos, el término "medicina regenerativa" también es amigable para el paciente. Resuelve el problema de que el lenguaje confuso o intimidante desanima a los pacientes.

El término medicina regenerativa se confunde cada vez más con la investigación sobre terapias con células madre. Algunos programas y departamentos académicos conservan la definición original más amplia, mientras que otros la utilizan para describir el trabajo sobre investigación con células madre. [23]

De 1995 a 1998, Michael D. West , PhD, organizó y dirigió la investigación entre Geron Corporation y sus colaboradores académicos James Thomson de la Universidad de Wisconsin-Madison y John Gearhart de la Universidad Johns Hopkins que condujo al primer aislamiento de células madre embrionarias humanas y células germinales embrionarias humanas, respectivamente. [24]

En marzo de 2000, Haseltine, Antony Atala , MD, Michael D. West, Ph.D., y otros investigadores destacados fundaron E-Biomed: The Journal of Regenerative Medicine . [25] La revista revisada por pares facilitó el debate sobre la medicina regenerativa mediante la publicación de investigaciones innovadoras sobre terapias con células madre, terapias genéticas, ingeniería de tejidos y prótesis biomecánicas. La Society for Regenerative Medicine, posteriormente rebautizada como Regenerative Medicine and Stem Cell Biology Society, cumplió un propósito similar, creando una comunidad de expertos con ideas afines de todo el mundo. [26]

En junio de 2008, en el Hospital Clínic de Barcelona, ​​el profesor Paolo Macchiarini y su equipo, de la Universidad de Barcelona , ​​realizaron el primer trasplante de tráquea mediante ingeniería tisular. Se extrajeron células madre adultas de la médula ósea del paciente, se cultivaron hasta formar una gran población y maduraron hasta convertirse en células de cartílago, o condrocitos , utilizando un método adaptativo originalmente ideado para tratar la osteoartritis. A continuación, el equipo sembró los condrocitos recién cultivados, así como las células epiteliales, en un segmento traqueal descelularizado (libre de células del donante) que fue donado por un donante de trasplante de 51 años que había fallecido por hemorragia cerebral. Después de cuatro días de siembra, el injerto se utilizó para reemplazar el bronquio principal izquierdo del paciente. Después de un mes, una biopsia provocó un sangrado local, lo que indica que los vasos sanguíneos ya habían vuelto a crecer con éxito. [27] [28]

En 2009 se creó la Fundación SENS , cuyo objetivo declarado es "la aplicación de la medicina regenerativa (que incluye la reparación de células vivas y material extracelular in situ) a las enfermedades y discapacidades del envejecimiento". [29] En 2012, el profesor Paolo Macchiarini y su equipo mejoraron el implante de 2008 trasplantando una tráquea fabricada en laboratorio sembrada con las propias células del paciente. [30]

El 12 de septiembre de 2014, los cirujanos del Instituto de Investigación Biomédica y el Hospital de Innovación de Kobe, Japón, trasplantaron una lámina de 1,3 por 3,0 milímetros de células del epitelio pigmentario de la retina, que se diferenciaron de las células iPS a través de una diferenciación dirigida , en el ojo de una mujer mayor que sufre degeneración macular relacionada con la edad . [31]

En 2016, Paolo Macchiarini fue despedido de la Universidad Karolinska en Suecia debido a resultados de pruebas falsificados y mentiras. [32] El programa de televisión Experimenten se emitió en la televisión sueca y detalló todas las mentiras y resultados falsificados. [33]

Investigación

El interés generalizado y la financiación de la investigación sobre medicina regenerativa ha impulsado a instituciones de los Estados Unidos y de todo el mundo a establecer departamentos e institutos de investigación que se especializan en medicina regenerativa, incluidos: el Departamento de Rehabilitación y Medicina Regenerativa de la Universidad de Columbia , el Instituto de Biología de Células Madre y Medicina Regenerativa de la Universidad de Stanford , el Centro de Regeneración y Nanomedicina de la Universidad Northwestern , el Instituto Wake Forest de Medicina Regenerativa y los Centros de Medicina Regenerativa de la Fundación Británica del Corazón en la Universidad de Oxford . [34] [35] [36] [37] En China, los institutos dedicados a la medicina regenerativa están dirigidos por la Academia China de Ciencias , la Universidad de Tsinghua y la Universidad China de Hong Kong , entre otros. [38] [39] [40]

En odontología

Diagrama de un diente humano. Las células madre se encuentran en la pulpa, en el centro. [41]

Los dentistas han estudiado la medicina regenerativa para encontrar formas de reparar y restaurar los dientes dañados para obtener una estructura y función naturales. [42] Los tejidos dentales a menudo se dañan debido a la caries dental y a menudo se consideran irreemplazables, excepto mediante empastes o coronas dentales sintéticos o metálicos, lo que requiere que se produzcan más daños en los dientes perforándolos para evitar la pérdida de un diente entero.

Investigadores del King's College de Londres han creado un fármaco llamado Tideglusib que, según se afirma, tiene la capacidad de regenerar la dentina, la segunda capa del diente situada debajo del esmalte que recubre y protege la pulpa (a menudo denominada nervio). [43]

Estudios realizados en ratones en Japón en 2007 muestran grandes posibilidades de regeneración de un diente entero. A algunos ratones se les extrajo un diente y se les implantaron células de gérmenes dentales bioingeniería y se les permitió crecer. El resultado fueron dientes perfectamente funcionales y sanos, completos con las tres capas, así como raíces. Estos dientes también tenían los ligamentos necesarios para permanecer enraizados en su alvéolo y permitir un desplazamiento natural. Contrastan con los implantes dentales tradicionales, que están restringidos a un solo punto ya que se perforan en el hueso maxilar. [44] [45]

Se sabe que los dientes de leche contienen células madre que pueden utilizarse para regenerar la pulpa dental después de un tratamiento de conducto o una lesión. Estas células también pueden utilizarse para reparar los daños causados ​​por la periodontitis, una forma avanzada de enfermedad de las encías que provoca pérdida ósea y recesión grave de las encías. Todavía se están realizando investigaciones para ver si estas células madre son lo suficientemente viables como para convertirse en dientes completamente nuevos. Algunos padres incluso optan por guardar los dientes de leche de sus hijos en un lugar especial con la idea de que, cuando sean mayores, los niños puedan utilizar las células madre que contienen para tratar una enfermedad. [46] [47]

Matriz extracelular

Los materiales de matriz extracelular están disponibles comercialmente y se utilizan en cirugía reconstructiva , tratamiento de heridas crónicas y algunas cirugías ortopédicas ; a partir de enero de 2017, se estaban realizando estudios clínicos para usarlos en cirugía cardíaca para intentar reparar el tejido cardíaco dañado. [48] [49]

El uso de piel de pescado con su componente natural de omega 3 , ha sido desarrollado por una empresa islandesa Kereceis . [50] Omega 3 es un antiinflamatorio natural , y el material de piel de pescado actúa como un andamio para la regeneración celular. [51] [52] En 2016, su producto Omega3 Wound fue aprobado por la FDA para el tratamiento de heridas crónicas y quemaduras. [51] En 2021, la FDA dio la aprobación para que Omega3 Surgibind se utilizara en aplicaciones quirúrgicas, incluida la cirugía plástica. [53]

Sangre del cordón umbilical

Aunque los usos de la sangre del cordón umbilical más allá de los trastornos sanguíneos e inmunológicos son especulativos, se han realizado algunas investigaciones en otras áreas. [54] Cualquier potencial de este tipo más allá de los usos sanguíneos e inmunológicos está limitado por el hecho de que las células del cordón umbilical son células madre hematopoyéticas (que pueden diferenciarse solo en células sanguíneas), y no células madre pluripotentes (como las células madre embrionarias , que pueden diferenciarse en cualquier tipo de tejido). La sangre del cordón umbilical se ha estudiado como tratamiento para la diabetes. [55] Sin embargo, aparte de los trastornos sanguíneos, el uso de la sangre del cordón umbilical para otras enfermedades no es una modalidad clínica rutinaria y sigue siendo un gran desafío para la comunidad de células madre. [54] [55]

Junto con la sangre del cordón umbilical, la gelatina de Wharton y el revestimiento del cordón umbilical se han explorado como fuentes de células madre mesenquimales (MSC), [56] y hasta 2015 se habían estudiado in vitro, en modelos animales y en ensayos clínicos de etapa temprana para enfermedades cardiovasculares, [57] así como déficits neurológicos, enfermedades hepáticas, enfermedades del sistema inmunológico, diabetes, lesión pulmonar, lesión renal y leucemia. [58]

Véase también

Referencias

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Lectura adicional

Lectura adicional no técnica

  • Medicina Regenerativa, brinda más detalles sobre las Células Madre Regenerativas.
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  • Kevin Strange y Viravuth Yin, "Una oportunidad de regeneración: un compuesto farmacológico abandonado muestra capacidad para reconstruir órganos dañados por enfermedades y lesiones", Scientific American , vol. 320, núm. 4 (abril de 2019), págs. 56–61.

Lectura técnica adicional

  • Metallo CM; Azarin SM; Ji L; de Pablo JJ; Palecek SP (junio de 2008). "Ingeniería de tejidos a partir de células madre embrionarias humanas". Journal of Cellular and Molecular Medicine . 12 (3): 709–29. doi :10.1111/j.1582-4934.2008.00228.x. PMC  2670852 . PMID  18194458.
  • Placzek, Mark R; Chung, I-Ming; Macedo, Hugo M; et al. (marzo de 2009). "Bioprocesamiento de células madre: fundamentos y principios". Journal of the Royal Society Interface . 6 (32): 209–232. doi :10.1098/rsif.2008.0442. ISSN  1742-5689. PMC  2659585 . PMID  19033137.
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