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Biología

Un efecto inesperado

Células madre adultas estimulan la formación de vasos sanguíneos en el corazón, pero no generan músculo cardíaco

DENISE CHAN / WIKIMEDIACOMMONSMatters of heart, acrílico sobre lienzo de Denise ChanDENISE CHAN / WIKIMEDIACOMMONS

Aunque parece estimular la producción de vasos sanguíneos en el área ubicada alrededor de una lesión, el empleo de células madre adultas extraídas del propio paciente no es capaz de producir músculo cardíaco para reparar directamente daños en el corazón de un infartado. Ésta es la principal conclusión de un artículo publicado el 14 de abril en la revista Science Translational Medicine. En este trabajo, el médico brasileño José Eduardo Krieger, de la Universidad de São Paulo (USP), y la investigadora Christine Mummery, de la Universidad Leiden, de Holanda, realizaron una amplia revisión de pruebas con animales y ensayos en seres humanos con uso de células madre adultas para reparar las lesiones provocadas por infarto de miocardio (que es la muerte de parte del músculo cardíaco debido a la falta de irrigación sanguínea), la causa de un 12% de las muertes en el mundo.

En experimentos realizados en distintos países, incluso en Brasil, diferentes equipos de investigación inyectaron millones de células madre en el torrente sanguíneo o las aplicaron directamente en la zona dañada del corazón. Se esperaba que esas células inmaduras ocupasen el lugar de las células muertas, y al madurar, asumieran su función. Mejoras prometedoras de la función cardíaca a corto plazo [observadas en animales] llevaron al uso de células madres derivadas de la médula ósea en ensayos clínicos en seres humanos con infarto de miocardio en una velocidad y escala sin precedentes, escribieron los investigadores. Pero a largo plazo, los resultados no fueron tan buenos como se esperaba. Si bien los ensayos con seres humanos han demostrado que el implante de células madres adultas en el corazón es seguro, la mejora en la capacidad de bombeo de sangre en general ha sido sumamente pequeña: aumentó en promedio un 3%, por debajo del 5% considerado necesario como para reducir los síntomas y mejorar el índice de supervivencia de los pacientes.

Esta constatación no lleva a los científicos a descartar completamente el uso clínico de ese material biológico. Si bien no sirve para reparar un corazón lesionado, la inyección de las células de la médula, que aparentemente tiene la capacidad de mejorar la vascularización del órgano, a lo mejor contribuye a prevenir problemas cardíacos en pacientes de alto riesgo, como es el caso de los obesos, que están en la inminencia de sufrir un infarto.

En muchos de los estudios analizados por Krieger y Christine se emplearon células madre extraídas de la médula ósea, un tejido que rellena los huesos largos del cuerpo. Trabajos publicados al comienzo de esta década sugirieron que esas células, después de adherirse al corazón, se transformarían en cardiomiocitos, células cardíacas que se contraen y hacen que el corazón bombee la sangre hacia el resto del cuerpo. Pero estudios posteriores mostraron que las células madre se fundían con los cardiomiocitos en lugar de convertirse en ellos. Esta observación llevó a una nueva interpretación de los resultados: la mejora no se daría mediante el reemplazo de las células muertas, sino debido a la prevención de la muerte celular luego del infarto.

Según Krieger y Christine, actualmente existe consenso en que la mejora en la función cardíaca no ocurre debido al aumento de la cantidad de células contráctiles, sino por el hecho de que las células transplantadas secretan compuestos tales como los factores de crecimiento de vasos sanguíneos, que evitarían la muerte de las células en la zona del infarto, un efecto aparentemente producido por células madre de distintos orígenes. Estudios preclínicos han demostrado que diferentes tipos de células madre (derivadas del cordón umbilical, del tejido adiposo o de la sangre periférica) se comportan de manera similar a las células extraídas de la médula ósea implantadas directamente en el corazón o a las que allí se instalan una vez inyectadas en el torrente sanguíneo, afirman.

Sin integración
Pruebas in vitro indican que los cardiomiocitos obtenidos a partir de células madre extraídas de embriones u obtenidas mediante la reprogramación de células adultas son conductoras de la corriente eléctrica, una característica esencial para el control de los latidos cardíacos. Pero no siempre se conectan como deberían con las células del corazón. Experimentos con roedores revelaron que, en muchos casos, los cardiomiocitos derivados de células madre seguían estando separados de las células cardíacas originales por un tejido fibroso. Según Christine y Krieger, se sospecha que esta integración incompleta pueda originar arritmias cardíacas.

Pero la producción de nuevas células cardíacas o la evitación de la muerte de las originales no son suficientes como para mantener al corazón funcionando bien. En asociación con investigadores de California, Krieger y Sérgio de Oliveira, ambos del Instituto del Corazón (InCor), de la USP, pusieron de relieve en publicaciones anteriores que la geometría del corazón es importante para que el órgano mantenga su capacidad de bombear sangre.

Con forma similar a la de un huevo en las personas sanas, el corazón puede adquirir una forma cercana a la de una esfera en diversas enfermedades cardíacas. Esta deformación reduce la capacidad de bombear sangre y se asocia a un mayor índice de mortalidad de los pacientes. Según Krieger, para la reparación cardíaca, además de tejido viable para recibir el transplante de células, es necesario mantener o recuperar la geometría del corazón. Esta cuestión de la forma ha venido siendo subestimada no solamente cuando se consideran las mejores estrategias clínicas, sino también en la interpretación del resultado de estudios preclínicos realizados con pequeños roedores, afirma Krieger, quien aboga por la realización de más estudios básicos y preclínicos antes de que las células madre queden disponibles para tratamientos en seres humanos.

En la revisión de Science Translational Medicine, él y Christine sugieren también que se desarrollen nuevos modelos de experimentos con roedores a fin de permitir la evaluación de los implantes de células madre en distintos estadios luego del infarto. También solicitan la realización de pruebas con animales mayores, tales como cerdos, que presentan alteraciones cardíacas post infarto más parecidas a las que se observan en los seres humanos, y estudios que comparen el uso de diferentes tipos de células madre en distintas dosis en grandes animales.

Según Krieger, para tener un impacto más significativo en el tratamiento de pacientes infartados, las investigaciones deberán encontrar formas de generar músculos cardíacos. Las células madre de la médula pueden incluso desempeñar un papel indirecto en la prevención de lesiones cardíacas, pero no presentan ese potencial terapéutico. Por eso, los estudios tendientes a encontrar tratamientos eficaces para las lesiones del corazón deberán concentrarse en tres tipos de células madre, teóricamente más prometedoras que las de la médula, aunque de uso aún menos seguro y menos estudiado: las células madre embrionarias, que teóricamente pueden transformarse en cualquier célula, incluso en las cardíacas; las células madre adultas, como las de la piel, que podrían ser reprogramadas para comportarse como células madre embrionarias o células cardíacas ya diferenciadas; y las células madre cardíacas, que existirían en el corazón. Podríamos extraer las células madre cardíacas del propio paciente o de un donador joven, seleccionarlas y ampliarlas, comenta Krieger. Éstas son tres grandes vías de investigación a largo plazo.

Artículo científico
MUMMERY, C.L.; DAVIS, R.P. ; KRIEGER, J.E. Challenges in using stem cells for cardiac repair. Science Translational Medicine. v. 2 (27). 14 abr. 2010.

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