Este ovario artificial nace, crece y reproduce

El desarrollo de órganos de recambio diseñados con células del propio paciente abre puertas a la esperanza – La recreación de la función ovárica es el último paso – Lo más ambicioso: crear un corazón

En el fondo, la explicación más simple de la medicina regenerativa sería compararla con lo que hace el mecánico en un taller de reparaciones. De forma similar a cómo se cambia la inyección o la transmisión del coche cuando se han averiado, el objetivo final de esta disciplina es poder crear algún día en el laboratorio órganos artificiales biológicos (nada de prótesis autónomas) a partir de células del paciente, para sustituir un corazón, un riñón o una tráquea que no funcionan adecuadamente. Y en este proceso, las células madre, con su extraordinaria capacidad de proliferación y de especializarse en los distintos linajes celulares, son las protagonistas absolutas.

Uno de los últimos pasos en esta carrera ha llegado de la Universidad de Brown y del Women and Infants Hospital of Rhode Island, en Estados Unidos. Un equipo de investigadores ha logrado recrear in vitro un ovario artificial que ha conseguido en el laboratorio madurar ovocitos de forma que puedan ser fecundados e implantados, ya como embriones, en el útero de la madre. El objetivo es poder llegar a suplir la función ovárica en mujeres que, por ejemplo, tras un tratamiento de quimioterapia o radioterapia, la hubieran perdido.

Harán falta décadas para que la sustitución de órganos sea eficaz

Un trabajo con conejos consiguió no solo erecciones sino procreación

En Valencia pretenden crear espermatozoides en un medio artificial

Hay un trabajo de éxito con la implantación de vejigas en niños

Se podrían analizar los contaminantes en la maduración de los óvulos

El proyecto más espectacular en España es el diseño de un corazón

Esta línea de trabajo está cada vez más extendida en la medicina regenerativa. Equipos inspirados en la misma filosofía están tratando de recrear un corazón a través de la regeneración de un órgano desechado para trasplante con células madre, como el dirigido por el jefe de servicio del hospital Gregorio Marañón, Francisco Fernández-Avilés. En Valencia, un grupo del Centro de Investigación Príncipe Felipe pretende poder reproducir testículos artificiales biológicos.

No siempre la finalidad consiste en crear un nuevo órgano de recambio, como en el caso del corazón. En ocasiones, si se trata de órganos no vitales, como el ovario, basta con reproducir su función en el laboratorio. Esto es lo que ha conseguido el equipo estadounidense dirigido por la investigadora Sandra Carson.

Hasta el momento, la práctica más parecida para preservar la fertilidad en las mujeres es el reimplante de tejido ovárico. Buena parte de las personas que se someten a esta operación son pacientes a las que se les ha detectado un tumor.

Las sesiones de quimioterapia y radioterapia, en función de la intensidad del tratamiento, el tipo de cáncer o la lesión del paciente, pueden debilitar gravemente su capacidad reproductora. Antes de que esto suceda, las mujeres tienen la posibilidad de salvaguardar parte de su tejido ovárico, de forma que después del tratamiento, se le pueda reimplantar y puedan volver a ovular. El proceso consiste en extraer por laparoscopia la corteza de un óvulo -que contiene decenas de miles de ovocitos inmaduros- y congelarla. Cuando la paciente se encuentra recuperada del cáncer y desea ser madre, se le reimplanta el tejido en el otro óvulo, que al no haber sido manipulado ha estado menos expuesto a la medicación o a la radiación y se encuentra en un mejor estado. En varios meses, si todo ha ido bien, la mujer recupera su función ovárica.

Es una técnica reciente. En 2004 nació en Bélgica el primer bebé concebido tras este procedimiento experimental. En España, el primer caso tuvo lugar el mes de agosto del año pasado en el hospital Doctor Peset de Valencia. Pero el proceso presenta inconvenientes. Por un lado, el ovario solo vuelve a trabajar durante una temporada. Hasta el momento, se ha conseguido devolver la capacidad de volver a producir ovocitos en unos dos años.

Tampoco sirve para todo tipo de tumores, como las leucemias. Pero, sobre todo, no hay certeza absoluta de que al reimplantar el tejido obtenido no existan células malignas que puedan reactivarse en el cuerpo de la mujer.

Por eso, uno de los aspectos más destacados de la técnica publicada por el equipo de Sandra Carson en el Journal of Assisted Reproduction and Genetics el 25 de agosto es que evitaría de raíz este riesgo, como destaca el jefe de servicio de ginecología del hospital La Fe de Valencia, Antonio Pellicer. “Éste es el aspecto más interesante del trabajo”, comenta.

Los científicos de la Universidad de Brown crearon un molde a partir de un gel (un polisacárido denominado agarosa) para usarlo como base del cultivo tridimensional sobre el que trabajaron. Sobre esta matriz recrearon el funcionamiento del ovario en el laboratorio al combinar los tres principales tipos de células del ovario.

Para que un ovocito (primer tipo celular) madure debe estar recubierto de una capa de células de la granulosa (segundo tipo) y esta, a su vez, de células de la teca (tercer tipo). Los investigadores reprodujeron este esquema. Diseñaron una estructura en forma de panal de abeja con células de la teca obtenidas de donantes y la situaron sobre el gel. Sobre esta trama encajaron cogollos de ovocitos inmaduros cubiertos de células de la granulosa también donados. A las 72 horas, las células de la teca habían envuelto totalmente los cogollos. Extrajeron los ovocitos y los investigadores observaron que habían madurado. “Es el primer éxito en el uso de ingeniería de tejidos en tres dimensiones en la maduración in vitro de ovocitos”, defienden los autores de la publicación.

Quizás no sea para tanto. La revista Journal of Assisted Reproduction and Genetics tiene un índice de impacto (la forma de medir la importancia de una publicación científica) de 1,3, muy bajo en medicina reproductiva. Pero si la técnica llega a estandarizarse podría sustituir al trasplante de tejido ovárico (y evitar los problemas que lleva aparejados). Además, se podría emplear este ovario artificial de “laboratorio viviente”, como lo define la propia Sandra Carson. No solo a la hora de estudiar cómo funciona un ovario sano, sino también para analizar los efectos de, por ejemplo, contaminantes en la maduración de los óvulos.

Este trabajo es una muestra más de las expectativas que abre la recreación en laboratorio de órganos biológicos de sustitución en cada vez más especialidades médicas. Uno de los grandes especialistas en la materia es Anthony Atala, director del Instituto de Medicina Regenerativa de la Universidad de Wake Forest, en Carolina del Norte. Entre los principales éxitos de esta medicina regenerativa basada en la ingeniería de tejidos se encuentra el diseño e implantación en chicos de siete a 19 años de vejigas creadas en laboratorio, que se anunció en 2006. En este caso, los órganos se crearon con las propias células de los pacientes sobre un molde biodegradable y ofrecieron buenos resultados funcionales, durante más de cinco años.

El equipo de Atala trabaja en aplicar esta técnica contra la impotencia humana. El año pasado presentó un trabajo en el que consiguió que conejos con lesiones en el pene volvieran a tener erecciones después de crear tejido cavernoso en el laboratorio y trasplantarlo a los animales. Recuperaron la función sexual y lograron reproducirse.

Con la vista puesta no en el pene, sino en los testículos, trabaja un equipo del Centro de Investigación Príncipe Felipe de Valencia. Uno de sus científicos se ha desplazado al laboratorio de Atala con la intención de crear un testículo biológico artificial. La idea de estos investigadores es estudiar la generación de espermatozoides a partir de sus células progenitoras, las espermatogonias. Y tratar de reproducir este proceso natural en un medio creado artificialmente.

Aunque quizás el proyecto más espectacular (y experimental) que se lleva a cabo en España es el diseño en laboratorio de un corazón que pudiera servir para autotrasplantarlo al paciente con dolencias cardíacas. En este proyecto participa tanto la Organización Nacional de Trasplantes, como la Universidad de Minnesota (EE UU) y el hospital Gregorio Marañón de Madrid.

En este caso, el molde no se obtiene de ninguna sustancia biodegradable, sino de otro corazón desechado para trasplante. A través de un baño de enzimas, se despoja al órgano de todas las células que conforman sus paredes, las que recubren el interior de los vasos y las válvulas hasta dejarlo en su estructura interna más básica, que no es más que una matriz. Sobre este molde se siembran células madre cardiacas para que proliferen y reproduzcan la estructura del corazón, de forma que pudiera servir para ser trasplantado.

“De momento tenemos ya bastantes matrices y estamos empezando a recelularizar partes de las piezas”, comenta Francisco Fernández-Avilés, jefe de cardiología del hospital madrileño. “En el mejor de los casos, habrá que esperar 10 años para aplicar la técnica”.

Existe un referente de éxito de este ensayo en España, aunque con un órgano bastante menos complejo. Se trata del trasplante de tráquea que se llevó a cabo en el hospital Clínic de Barcelona en 2008. El proceso también consistió en centrifugar la tráquea del donante a la que se le eliminaron las células capaces de despertar una reacción de rechazo en el receptor. La estructura tubular resultante se recubrió de células madre del paciente y la nueva tráquea se transfirió con buenos resultados.

Hará falta que pasen varias décadas hasta que la sustitución, pieza a pieza, de órganos complejos bioartificiales demuestre su eficacia y, quién sabe, forme parte de la cartera de servicios de la sanidad española. O de los talleres de la medicina del futuro.

1¿En qué consiste la reprogramación celular?
La reprogramación celular es una técnica mediante la cual se consigue que el perfil de genes que se expresan en un tipo celular determinado se altere, y los genes que dejaron de expresarse en una determinada etapa del desarrollo, vuelva a expresarse, modificando la forma y la biología de la célula, de manera que adquieren mayor diferenciación.

2¿Qué pretende la medicina regenerativa?
Es la creación de órganos artificiales biológicos en un laboratorio a partir de las células de un paciente.

3¿Qué han logrado en la Universidad de Brow y en el Hospital de la madre y el hijo de New York?
Han conseguido madurar ovocitos, para que puedan ser fecundados e implantados como embriones.

4¿Cómo construyeron en la Universidad de Brow el ovario artificial y qué consiguieron?
Crearon un molde a partir de un gel para usarlo como base del cultivo tridimensional sobre el que trabajar.

5¿En qué consiste y cuándo está indicado el reimplante de tejido ovárico?
Consiste en extraer, parte del tejido ovárico antes de un tratamiento fuerte como la quimioterapia, y una vez haya finalizado esta implantarlo de nuevo para que la mujer recupere la fertilidad.

6¿Qué pretenden hacer, en esta línea, en el Centro de investigación príncipe Felipe?
La creación de  un testículo biológico artificial.

7¿Qué pretenden hacer, en esta línea, en el Hospital Gregorio       Marañón?

Está llevando a cabo un proyecto que consiste en el diseño  de un corazón que pudiera servir para autotrasplantarlo a un paciente con dolencias cardíacas.

8¿Y en el Hospital Clinic de Barcelona?
La recreación de una tráquea.

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