¿Qué enfermedades y problemas médicos pueden tratarse con células madre?

En la actualidad se están llevando a cabo un gran número de investigaciones con células madre. Sin embargo, existen solo unos pocos usos clínicos aprobados en la investigación con células madre y se están realizando ensayos clínicos para investigar otras aplicaciones de estas células para tratar diferentes enfermedades.

    El tratamiento con células madre mejor acreditado y ampliamente utilizado es el del trasplante de células madre de la sangre para tratar enfermedades y problemas médicos sanguíneos y del sistema inmunológico o para recuperar el sistema sanguíneo después de tratamientos de cánceres específicos.

    Desde los años 80, se han utilizado las células madre de la piel para el crecimiento de injertos de piel de pacientes que han sufrido quemaduras corporales graves o muy extensas.

    En Europa recientemente se ha aprobado la comercialización de un nuevo tratamiento basado en células madre para reparar daños en la córnea (la superficie del ojo) tras haber sufrido lesiones como pueden ser quemaduras químicas.

    En la actualidad, éstas son las únicas terapias con células madre bien acreditadas como tratamientos seguros y efectivos.

    Se están realizando ensayos clínicos para investigar otras aplicaciones de las células madre para tratar diferentes enfermedades, pero aún es demasiado pronto para saber si alguna de esas aplicaciones podría funcionar. Necesitamos las pruebas recopiladas a lo largo del ensayo clínico para determinar si el tratamiento propuesto es seguro, efectivo y mejor que los tratamientos actuales.

    Se han realizado y se siguen llevando a cabo ensayos clínicos con células madre pluripotentes. A continuación se destacan las áreas en las que más se ha avanzado:

    En la siguiente lista se recogen los avances de los ensayos clínicos en proceso y de los últimos ensayos clínicos con células madre del tejido.

    También cabe destacar que existen muchos otros ensayos clínicos (no mencionados en esta lista) cuyo objetivo es:

    • probar la eficacia de fármacos específicos para estimular las células madre del cuerpo del propio paciente
    • extraer células o líneas celulares para utilizarlas en la investigación o en ensayos clínicos

    A pesar del gran número de investigaciones realizadas, todavía existen muy pocos tratamientos nuevos seguros y efectivos para los pacientes. Hay grandes expectativas puestas en la investigación con células madre; sin embargo, los tratamientos con este tipo de células aún no están demostrando dar grandes resultados. Esto se debe, en parte, a que las enfermedades complejas que no tienen cura requieren de tratamientos complejos (a menudo personalizados).

    Como sucede con cualquier avance tecnológico, todos los tratamientos deben considerarse como experimentales hasta que pasen satisfactoriamente cada uno de los estadios de los ensayos clínicos necesarios para analizar a fondo una terapia nueva. Solo entonces se aprobará el tratamiento para su uso generalizado.

    Todos los tratamientos con células madre son procedimientos especializados y deberían realizarse únicamente en centros especializados autorizados por las autoridades sanitarias nacionales. En ocasiones se promocionan los llamados ‘productos de células madre’ que no han pasado las estrictas regulaciones nacionales y europeas y que no están basados en razonamientos científicos sólidos. Se recomienda extrema precaución al pagar por tratamientos dentro y fuera de Europa.

    El tratamiento con células madre mejor acreditado y ampliamente utilizado es el del trasplante de células madre de la sangre para tratar enfermedades y problemas médicos sanguíneos e inmunológicos o para recuperar el sistema sanguíneo después de tratamientos de cánceres específicos. El Programa Nacional de Donaciones de Médula Ósea de EE.UU. (US National Marrow Donor Program) ofrece un listado completo de enfermedades tratables mediante el trasplante de células madre de la sangre. En Europa, cada año, más de 26.000 pacientes reciben tratamiento con células madre de la sangre.

    Desde los años 80, se han utilizado las células madre de la piel para el crecimiento de injertos de pielde pacientes que han sufrido quemaduras corporales graves o muy extensas. Sólo algunos centros clínicos son capaces de llevar a cabo este tratamiento, que suele reservarse para pacientes con quemaduras que suponen un riesgo vital.

    En Europa recientemente se ha aprobado la comercialización de un nuevo tratamiento basado en células madre para reparar daños en la córnea (la superficie del ojo) tras haber sufrido lesiones como pueden ser quemaduras químicas.

    La terapia de células madre ya se usa de forma rutinaria desde 1970. Gracias a las propiedades de las células madre de la sangre, los trasplantes de médula ósea pueden reemplazar células de la sangre dañadas o enfermas por células sanas de por vida. Miles de pacientes se benefician de este tipo de tratamiento cada año, aunque algunos de ellos sufren complicaciones como sucede con cualquier otro trasplante de órgano.las células inmunes del donante pueden atacar a los tejidos del paciente (enfermedad del injerto contra huésped o EICH) y también existe el riesgo de infecciones durante el tratamiento, ya que las células de la médula ósea del propio paciente y, por extensión, el sistema inmunológico del paciente, deben ser eliminadas con quimioterapia antes del trasplante.

    Las células madre de piel se usan desde 1980 para crecer piel nueva en el laboratorio y trasplantarla a pacientes con quemaduras de alto grado. No obstante, esta técnica es imperfecta ya que la nueva piel carece de folículos pilosos, glándulas sudoríparas y glándulas sebáceas, y por ello se sigue investigando para intentar mejorar la técnica. Actualmente esta técnica se utiliza para salvar las vidas de los pacientes con quemaduras de tercer grado en la mayor parte del cuerpo y solamente se puede llevar a cabo en muy pocas clínicas especializadas.

     

    Las células madre del cordón umbilical pueden ser recogidas de la sangre del cordón umbilical de un niño al nacer y congeladas (“criopreservadas”) en bancos de células. Actualmente se utilizan para tratar a niños con cánceres de sangre como la leucemia, y otras enfermedades genéticas de la sangre como la anemia de Fanconi. El tratamiento de adultos por el momento ha sido más complicado, puesto que el número de células que se pueden recoger de un cordón es limitado. Por eso, el tratamiento en adultos requiere un trasplante de sangre procedente de dos unidades (e.g. células madre de dos cordones umbilicales).  Aunque una de las ventajas del trasplante de células madre del cordón comparado con el trasplante de médula ósea sea que es menos probable aser rechazado por el sistema inmunológico, la sangre del cordón debe ser compatible con la del paciente para que el trasplante funcione y aun así una respuesta inmune en pacientes adultos podría causar problemas.

    Hasta ahora, las enfermedades de la sangre son las únicas que pueden tratarse con células madre de la sangre. Algunos estudios sugieren que la sangre del cordón umbilical podría contener células madre con la capacidad de fabricar otros tipos de células especializadas no relacionadas con la sangre, sin embargo, no se han confirmado estas investigaciones.

    Las células madre mesenquimales (MSC) se encuentran en la médula ósea y son responsables de reparar el tejido óseo y cartilaginoso, pero también pueden generar células grasas. Las primeras investigaciones sugirieron que las MSC podrían diferenciarse en muchos otros tipos celulares y que podrían obtenerse de una gran variedad de tejidos; sin embargo, estas teorías no se han confirmado.  La comunidad científica aún debate la naturaleza exacta de estas células (conocidas también como ‘células madre mesenquimales’) obtenidas de otros tejidos.

    Hasta ahora, ningún tratamiento con células madre mesenquimales ha demostrado ser efectivo. No obstante, algunos ensayos clínicos están investigando la seguridad y la eficacia de los tratamientos con MSCs para reparar hueso y cartílago. Otros ensayos están investigando si las MSC pueden contribuir a la reparación de vasos sanguíneos dañados en infartos cardíacos o como producto de otras enfermedades como la isquemia crítica de las extremidades inferiores, pero todavía no está claro si estos tratamientos serán efectivos.

    También siguen investigándose otras características de las MSC, como su posible efecto en la respuesta inmune reduciendo la inflamación y así contribuyendo a tratar el rechazo del trasplante u otras enfermedades autoinmunes.  Se necesitarán numerosos estudios para evaluar su valor terapéutico en el futuro.

    Estudios clínicos realizados en pacientes han demostrado que células madre adultas del tejido de un área del ojo conocida como limbo se pueden usar para reparar la córnea dañada – la capa frontal transparente del ojo. Cuando existe una lesión muy severa en la córnea, por ejemplo debido a una quemadura química, se pueden tomar las células madre limbares del paciente, multiplicarlas en el laboratorio y trasplantarlas de nuevo en el ojo dañado del paciente y así recuperar la vista. No obstante, esta técnica sólo se puede llevar a cabo si el paciente todavía tiene células madre limbares intactas en alguno de los ojos. Este tratamiento ha demostrado ser seguro y efectivo en ensayos clínicos y recientemente ha sido aprobado por las autoridades reguladoras para su uso generalizado en Europa. La terapia con células madre limbares es una de las tres terapias con células madre (junto con los tratamientos que utilizan las células madre de la sangre y de la piel) disponibles en los centros sanitarios en Europa.

    Recientemente se han conseguido producir ESC (células madre embrionarias) humanas que cumplen los más estrictos requisitos de calidad para poder ser usadas en pacientes. Estas ESC humanas de “grado clínico” han sido además aprobadas para su uso en un pequeño número de ensayos clínicos en fase inicial. Un ejemplo es el ensayo clínico llevado a cabo por The London Project to Cure Blindness, en el que se usan ESC para producir un tipo de células especializadas del ojo para tratar a pacientes con degeneración macular relacionada con la edad (DMAE). La compañía de biotecnología AIRM también está usando ESC humanas para generar células para pacientes con DMAE y otra enfermedad ocular, la distrofia macular de Stargardt. Se han completado las primeras fases de los ensayos clínicos para ambas enfermedades. Sin embargo, antes de poder ofrecer estas terapias a un gran número de pacientes deben realizarse varios estudios de larga duración para poner a prueba su seguridad, su falta de riesgo y su eficacia.Si los primeros ensayos clínicos ofrecen resultados positivos en cuanto a seguridad y beneficio clínico, la investigación con ESC podría empezar a aplicarse a nivel clínico. En los ensayos clínicos de cualquier tratamiento que utilice ESC para tratar enfermedades distintas a la DMAE y la enfermedad de Stargardt también deberá probarse la seguridad y eficacia del uso de estas células. Conseguir resultados satisfactorios no será tarea fácil como bien describe nuestro pequeño cómic. En 2014 se inició el único ensayo clínico hasta día de hoy que utiliza iPSC (células madre pluripotentes inducidas). Sin embargo, el estudio sobre el tratamiento de la enfermedad ocular degenerativa no tardó en suspenderse por motivos de seguridad. Aún debe investigarse mucho antes de poder demostrar la seguridad y la eficacia clínica de las células en los tratamientos con IPSC.

    El modelado de una enfermedad utilizando células es un método consolidado.

    En los últimos años las células madre se han utilizado como una poderosa herramienta para establecer modelos de enfermedades derivadas de pacientes y así comprender la base molecular de los trastornos y utilizar estos modelos para desarrollar fármacos (en una placa de cultivo). Las enfermedades genéticas no siempre son consecuencia de una mutación en un único gen (trastorno monogénico) o en un módulo más grande del genoma, un cromosoma (trastorno cromosómico). Muchas enfermedades son más complejas y se deben a mutaciones en varios genes al mismo tiempo. Es difícil modelar estas enfermedades, incluso con las técnicas de ingeniería genómica modernas. No obstante, las iPSC pueden ayudar en estas situaciones.

    La generación de iPSC tiene grandes implicaciones en la investigación de enfermedades y en el desarrollo de fármacos. Por ejemplo, los científicos han sido capaces de generar células del cerebro a partir de iPSC, que a su vez fueron reprogramadas en iPSC a partir de células de la piel de pacientes con trastornos neurológicos como el síndrome de Down o la enfermedad de Parkinson. Estas células del cerebro creadas en el laboratorio han demostrado tener signos de la enfermedad del paciente. De esta forma se pueden usar para entender cómo se genera la enfermedad –los científicos pueden ver todo el proceso en una placa de cultivo– y son herramientas valiosas para la búsqueda y el ensayo de fármacos nuevos.<7p>

    A continuación se presentan algunos ejemplos más de enfermedades modeladas utilizando ESC o iPSC o enfermedades para las que se están desarrollando fármacos con células madre pluripotentes (más información en los enlaces de la bibliografía más abajo; solo en inglés):

     

    Bibliografía:

    1. Simsek, S. et al. Modeling Cystic Fibrosis Using Pluripotent Stem Cell-Derived Human Pancreatic Ductal Epithelial Cells. Stem Cells Translational Medicine 5, 572–579 (2016). (No access without subscription.)
    2. Luo, Y. et al. Uniparental disomy of the entire X chromosome in Turner syndrome patient-specific induced pluripotent stem cells. Nature Cell Discovery 1–11 (2015). doi:10.1038/celldisc.2015.22 (This article is available  to readers for free)

    3. DeRosa, B. A. et al. Derivation of autism spectrum disorder-specific induced pluripotent stem cells from peripheral blood mononuclear cells. Neuroscience Letters 516, 9–14 (2012). (This article is available to readers for free)
    4. Ardhanareeswaran, K., Coppola, G., & Vaccarino, F. The Use of Stem Cells to Study Autism Spectrum Disorder. The Yale Journal of Biology and Medicine, 88(1), 5–16 (2015). (This article is available to readers for free )
    5. Ko, H. C. & Gelb, B. D. Concise Review: Drug Discovery in the Age of the Induced Pluripotent Stem Cell. Stem Cells Translational Medicine 3, 500–509 (2014). (This article is available to readers for free)
    6. Bellin, M., Marchetto, M. C., Gage, F. H. & Mummery, C. L. Induced pluripotent stem cells: the new patient? Nature Reviews Molecular Cell Biology 13, 713–726 (2012). (No access without subscription.)
    7. Avior, Y., Sagi, I. & Benvenisty, N. Pluripotent stem cells in disease modelling and drug discovery. Nature Reviews Molecular Cell Biology 170–182 (2016). doi:10.1038/nrm.2015.27 (This article is available to readers for free)

    Esta hoja informativa fue creada por Claire Cox y revisada por Austin Smith,  con el aporte de los expertos Paolo Bianco, Ian Chambers, Allen Eaves, Tariq Enver y Thomas Graf. Posteriormente fue actualizada con las investigaciones realizadas por Sabine Gogolok y revisada por Phil Rossall, Director de Investigaciones (Knowledge Management) Age UK y Fellow, Universidad de Edimburgo (Knowledge Exchange).

    Esta hoja informativa ha sido traducida al español por Sandra Blanco.

    Imágenes: Claire Cox, Peter Kirwan, Aoife O’Shaughnessy, Knoblich lab.


    Actualizado por: Jan Barfoot