{"id":205373,"date":"2015-12-02T12:54:40","date_gmt":"2015-12-02T14:54:40","guid":{"rendered":"http:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/?p=205373"},"modified":"2015-12-02T12:56:31","modified_gmt":"2015-12-02T14:56:31","slug":"organos-a-medida","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/organos-a-medida\/","title":{"rendered":"\u00d3rganos a medida"},"content":{"rendered":"

\"054-056_Celulas-tronco_232\"<\/a>Imag\u00ednese el lector una reforma de vivienda tan extrema que contemple la remoci\u00f3n de la pintura y del revoque de las paredes, que deje al desnudo los ladrillos que forman su estructura. Esta met\u00e1fora resulta \u00fatil para entender los proyectos en marcha actualmente el Laboratorio de Ingenier\u00eda Celular (LEC) coordinado por la hemat\u00f3loga y hemoterapeuta Elenice Deffune en la Universidade Estadual Paulista (Unesp) de la localidad de Botucatu. En vez de pintura y cemento, el trabajo de los investigadores comprende la remoci\u00f3n de las c\u00e9lulas que recubren estructuras huecas del cuerpo, tales como la tr\u00e1quea y los vasos sangu\u00edneos. Este procedimiento, conocido como descelularizaci\u00f3n, constituye el primer paso de una transformaci\u00f3n m\u00e1s amplia: la producci\u00f3n de \u00f3rganos y tejidos de repuesto formados por c\u00e9lulas con las caracter\u00edsticas gen\u00e9ticas del receptor.<\/p>\n

Mediante la aplicaci\u00f3n de esta estrategia, el cirujano vascular Matheus Bertanha est\u00e1 desarrollando en el LEC una posible alternativa terap\u00e9utica para los problemas circulatorios que genera la aterosclerosis. En esta afecci\u00f3n, placas de grasa y calcio se acumulan en el interior de las paredes de las arterias y obstruyen, aunque m\u00e1s no sea parcialmente, el paso de la sangre. Cuando este bloqueo es grave a punto tal de causar s\u00edntomas, el tratamiento implica procedimientos quir\u00fargicos tendientes a restaurar la circulaci\u00f3n. En los casos m\u00e1s extremos, se implanta un segmento de arteria o de vena extra\u00eddo de otra parte del cuerpo del propio individuo, creando as\u00ed un desv\u00edo \u2013o un puente\u2013 que restablece el flujo sangu\u00edneo normal. Es lo que generalmente hacen los cirujanos card\u00edacos al implantar un segmento de la vena safena extra\u00eddo de la pierna, en el coraz\u00f3n de quien tiene las arterias coronarias obstruidas. Algo similar es lo que hacen los cirujanos vasculares para tratar bloqueos en arterias de las piernas.<\/p>\n

No obstante, no siempre es posible realizar este procedimiento. De acuerdo con datos de la literatura m\u00e9dica, el 30% de los pacientes que requieren de este tipo de injertos para la confecci\u00f3n de puentes coronarios no posee vasos con las caracter\u00edsticas adecuadas para cumplir esa funci\u00f3n. Se estima tambi\u00e9n, seg\u00fan comenta Bertanha, que una de cada 10 personas con recomendaci\u00f3n de someterse a injertos vasculares de los miembros inferiores afrontan el mismo problema. \u201cAlgunas poseen venas con menos de 2,5 mil\u00edmetros de di\u00e1metro, lo cual impide su utilizaci\u00f3n\u201d, explica. \u201cOtras personas ya van por el segundo puente y no tienen m\u00e1s vasos disponibles\u201d, a\u00f1ade. En tales casos, una alternativa consiste en usar un puente artificial elaborado con material sint\u00e9tico. Pero \u00e9stos pueden tener una vida \u00fatil corta, pues quedan sujetos a la obstrucci\u00f3n m\u00e1s f\u00e1cilmente. Otra posibilidad consiste en obtener vasos de donantes vivos, lo cual no siempre es factible, debido a la incompatibilidad inmunol\u00f3gica, que puede llevar al rechazo del implante.<\/p>\n

Bertanha trabaja en una alternativa, a\u00fan en etapa experimental, tendiente a intentar superar la falta de vasos del propio individuo y el riesgo de obstrucci\u00f3n de los materiales sint\u00e9ticos. En pruebas con conejos, primero extrae vasos naturales \u2013m\u00e1s espec\u00edficamente, venas\u2013 de un animal donante. Despu\u00e9s, el segmento que ser\u00e1 trasplantado a otro animal pasa por un ba\u00f1o qu\u00edmico con detergentes que eliminan las c\u00e9lulas de las paredes del vaso. El objetivo de este proceso de descelularizaci\u00f3n consiste en evitar que el cuerpo del receptor desencadene una agresi\u00f3n contra el \u00f3rgano implantado. Lo que sobra de ese proceso es una estructura tubular \u2013un andamiaje\u2013 compuesta por fibras de col\u00e1geno, la prote\u00edna formadora de los tejidos de sost\u00e9n del cuerpo.<\/p>\n

Posteriormente, el investigador siembra en el interior del vaso un tipo especial de c\u00e9lulas extra\u00eddas del cuerpo del receptor: las c\u00e9lulas madre mesenquimales. Extra\u00eddas del tejido adiposo del animal que recibir\u00e1 el trasplante, estas c\u00e9lulas son capaces de convertirse en c\u00e9lulas t\u00edpicas de los vasos sangu\u00edneos. Se las cultiva en laboratorio hasta que llegan a la cantidad esperada \u2013alrededor de 100 mil c\u00e9lulas para el experimento en animales peque\u00f1os\u2013 y despu\u00e9s se las pega en el interior del tubo de col\u00e1geno, con la ayuda de un gel. \u201cLa presencia de c\u00e9lulas del propio receptor en el segmento que ser\u00e1 implantado reduce al m\u00ednimo la necesidad de usar inmunosupresores para evitar el rechazo\u201d, explica Elenice Deffune, quien dirigi\u00f3 el trabajo de Bertanha durante la maestr\u00eda.<\/p>\n

En un experimento concluido recientemente, Bertanha compar\u00f3 el desempe\u00f1o de cuatro tipos de implantes. Los animales del primer grupo recibieron un segmento de vena cava extra\u00edda directamente de otro individuo, sin pasar por la descelularizaci\u00f3n, en tanto que en los del segundo se implant\u00f3 \u00fanicamente la vena descelularizada. En el tercer grupo se utiliz\u00f3 un segmento de vena que pas\u00f3 por el proceso de descelularizaci\u00f3n seguido del repoblamiento con c\u00e9lulas madre de otro individuo.\u00a0 Por \u00faltimo, el cuarto grupo recibi\u00f3 un segmento de vena descelularizada con c\u00e9lulas madre mesenquimales del propio receptor.<\/p>\n

Rechazo y regeneraci\u00f3n<\/strong>
\nComo era de esperarse, en el primer caso hubo una reacci\u00f3n inflamatoria exuberante y un fuerte rechazo al vaso trasplantado, mientras que en el segundo ocurri\u00f3 \u00fanicamente una respuesta inflamatoria endeble. El uso de un tubo de col\u00e1geno poblado con c\u00e9lulas madre de otro individuo no despert\u00f3 un rechazo inmediato. Las c\u00e9lulas se diferenciaron formando el endotelio, la capa que reviste el interior de los vasos sangu\u00edneos, y pavimentaron buena parte del tubo. Sin embargo, un mes m\u00e1s tarde, surgi\u00f3 una inflamaci\u00f3n significativa.<\/p>\n

S\u00f3lo los animales del cuarto grupo no exhibieron rechazo ni una inflamaci\u00f3n importante, incluso un mes despu\u00e9s de la cirug\u00eda y sin el uso de medicamentos inmunosupresores. Lo que m\u00e1s sorprendi\u00f3 al investigador fue el comportamiento de las c\u00e9lulas madre implantadas. \u201cAparte de pavimentar m\u00e1s del 50% del vaso, atrajeron a otras c\u00e9lulas madre existentes en el organismo del receptor\u201d, comenta Bertanha. El resultado, inesperado, fue la formaci\u00f3n de nuevos vasos sangu\u00edneos (angiog\u00e9nesis). \u201cEn principio, esa sorpresa es buena, porque la angiog\u00e9nesis puede ayudar al nuevo vaso a integrarse al tejido adyacente\u201d, dice el investigador. \u201cPero tendremos que investigar si ese proceso no es patog\u00e9nico\u201d. Bertanha planea realizar m\u00e1s pruebas en animales, al tiempo que comienza a trabajar con c\u00e9lulas madre humanas, ya pensando en experimentos futuros.<\/p>\n

En simult\u00e1neo al trabajo de Bertanha, la biom\u00e9dica Thaiane Cristine Evaristo, alumna de doctorado de la cirujana Daniele Cataneo, emplea los procedimientos de descelularizaci\u00f3n y recelularizaci\u00f3n para producir en el LEC tr\u00e1queas que se usar\u00e1n en trasplantes. Cataneo desarrolla un protocolo de descelularizaci\u00f3n distinto a los implementados por equipos del exterior, y potencialmente m\u00e1s barato.<\/p>\n

En otros pa\u00edses, los cient\u00edficos suelen usar enzimas de origen animal, u obtenidas mediante ingenier\u00eda gen\u00e9tica para eliminar las c\u00e9lulas del donante de la tr\u00e1quea. Pese a ser eficaz, esta estrategia resulta cara. Se pueden gastar hasta 80 mil euros para descelularizar una sola tr\u00e1quea. Ese costo, sin contar el de la cirug\u00eda y el de la internaci\u00f3n, torna exorbitante el valor del trasplante de tr\u00e1quea en seres humanos.<\/p>\n

En busca de una alternativa, Evaristo y Deffune decidieron someter tr\u00e1queas extra\u00eddas a una secuencia de tratamientos fisicoqu\u00edmicos para producir un resultado similar al obtenido con las enzimas. Primeramente removieron en forma quir\u00fargica la tr\u00e1quea y la ba\u00f1aron en un potente detergente, que ayuda a deshacer la membrana de las c\u00e9lulas. Luego emplearon una prensa para comprimirla suavemente, antes de hacerla pasar por algunos ciclos de congelamiento y descongelamiento e inmersi\u00f3n en un l\u00edquido agitado por vibraciones ultras\u00f3nicas. Por \u00faltimo, la tr\u00e1quea pas\u00f3 un lapso de tiempo expuesta a la luz emitida por diodos (LEDs).<\/p>\n

Como piezas de una rectificadora<\/strong>
\nLas tr\u00e1queas libres de c\u00e9lulas obtenidas mediante esta t\u00e9cnica se probaron en conejos, con resultados prometedores. No hubo rechazo al trasplante y los roedores sobrevivieron durante un per\u00edodo que, en humanos, equivale a 10 a\u00f1os. Con base en estos resultados, Deffune le propuso al f\u00edsico Vanderlei Bagnato, de la Universidad de S\u00e3o Paulo en S\u00e3o Carlos, desarrollar un aparato que integrase todas las etapas de la t\u00e9cnica. Recientemente, depositaron un pedido de patente del artefacto, cuyo prototipo se encuentra en desarrollo.<\/p>\n

Al tiempo que trabaja en el aparato, el grupo de Botucatu prepara la pr\u00f3xima fase de pruebas con cerdos, una etapa necesaria antes del comienzo de los ensayos con seres humanos. Aparte de analizar la eficacia de las t\u00e9cnicas de descelularizaci\u00f3n y recelularizaci\u00f3n de tr\u00e1queas, el grupo pretende poner a prueba en los pr\u00f3ximos a\u00f1os tr\u00e1queas artificiales elaboradas con base en una nueva tecnolog\u00eda que se desarrollar\u00e1 en colaboraci\u00f3n con el Instituto de Investigaciones Tecnol\u00f3gicas (IPT) y con el Instituto del Coraz\u00f3n (InCor) de la Universidad de S\u00e3o Paulo, ambos con sede en la capital paulista, y con el Centro de Tecnolog\u00eda de la Informaci\u00f3n Renato Archer, de Campinas.<\/p>\n

Esta colaboraci\u00f3n prev\u00e9 que el LEC le suministre al IPT prote\u00ednas humanas para su uso en la producci\u00f3n de un tejido nanoestructurado. En el Centro Renato Archer, placas de ese nanotejido alimentar\u00e1n a una impresora 3D que esculpir\u00e1 nuevas tr\u00e1queas. Una vez listas, \u00e9stas se remitir\u00e1n al LEC para la etapa de recelularizaci\u00f3n. \u201cPretendemos evaluar si esta opci\u00f3n se muestra tan buena como el uso de las tr\u00e1queas naturales\u201d, dice Deffune. \u201cQuiz\u00e1 el futuro de los trasplantes est\u00e9 en estos nuevos materiales.\u201d<\/p>\n

En todo el mundo existe una demanda de tr\u00e1queas para trasplantes. \u00c9stas son necesarias para reemplazo en ni\u00f1os que nacen con angostamiento de ese tubo que transporta el aire desde la nariz hasta los pulmones \u2013una enfermedad conocida como atresia cong\u00e9nita de tr\u00e1quea, que afecta a tres ni\u00f1os cada 100 mil nacidos vivos\u2013 y tambi\u00e9n en adultos que pasan largos per\u00edodos de internaci\u00f3n respirando por aparatos. \u201cEn el Hospital de Cl\u00ednicas de S\u00e3o Paulo existe una lista de espera de alrededor de 300 personas para trasplantes de tr\u00e1queas\u201d, comenta Deffune. \u201cEn muchos casos, son adultos j\u00f3venes que sufrieron accidentes de tr\u00e1nsito.\u201d<\/p>\n

La literatura m\u00e9dica internacional aporta relatos de aproximadamente 30 personas que recibieron, de manera experimental, el implante de una tr\u00e1quea obtenida mediante ingenier\u00eda celular. Pero a\u00fan no se conocen los resultados, que est\u00e1n bajo an\u00e1lisis. \u201cLa ingenier\u00eda celular puede aportar una esperanza concreta a pacientes con lesiones cr\u00f3nicas en \u00f3rganos de dif\u00edcil abordaje terap\u00e9utico en la actualidad\u201d, dice Deffune.\u00a0 A su juicio, existen motivos como para invertir en la creaci\u00f3n de tr\u00e1queas y vasos sangu\u00edneos artificiales, toda vez que es dif\u00edcil obtener esas estructuras naturales, que dependen de donadores de \u00f3rganos. \u201cSuelo comparar nuestro m\u00e9todo con una rectificadora de piezas, que recupera las usadas y las deja listas para su trasplante\u201d, ejemplifica Deffune. \u201cLa creaci\u00f3n de tr\u00e1queas artificiales abrir\u00eda la posibilidad de trabajar con piezas nuevas en el proceso de recelularizaci\u00f3n.\u201d<\/p>\n

La bi\u00f3loga Nace Nardi, una referente en ingenier\u00eda celular, de la Universidad Luterana de Brasil, con sede en Rio Grande do Sul, explica que la investigaci\u00f3n en el \u00e1rea empez\u00f3 con vasos y tr\u00e1queas debido a la relativa simplicidad de esas estructuras. \u201cYa existen estudios con \u00f3rganos m\u00e1s complejos como el h\u00edgado, pero se encuentran en estadios m\u00e1s preliminares\u201d, dice. Nardi ve en el creciente dominio del proceso de descelularizaci\u00f3n una de las claves para el progreso realizado en el LEC. \u201cLa remoci\u00f3n de las c\u00e9lulas de un andamiaje sin comprometer su integridad es a\u00fan algo sumamente dif\u00edcil\u201d, eval\u00faa. \u201cSu trabajo ha obtenido una buena repercusi\u00f3n, pero a\u00fan debe llevar alg\u00fan tiempo hasta que estos procedimientos se vuelvan cotidianos en los quir\u00f3fanos.\u201d<\/p>\n

Proyecto<\/strong>
\nEstructuraci\u00f3n ex vivo<\/em> de vasos sangu\u00edneos a partir de la diferenciaci\u00f3n de c\u00e9lulas madre de conejos (n\u00ba 2010\/52549-8<\/a>); Modalidad<\/strong> Ayuda a la Investigaci\u00f3n \u2013 Regular; Investigadora responsable<\/strong> Elenice Deffune (Unesp); Inversi\u00f3n<\/strong> R$ 61.883,41 (FAPESP).<\/p>\n

Art\u00edculos cient\u00edficos<\/em>
\nBERTANHA, M. et al<\/em>. Tissue-engineered blood vessel substitute by reconstruction of endothelium using mesenchymal sten cells induced by platelet growth factors<\/a>.\u00a0Journal of Vascular Surgery<\/strong>.\u00a0v. 59, n.6, p. 1677-85. 2014.
\nBERTANHA, M. et al<\/em>. Morphofunctional characterization of decellularized vena caba as tissue engineering scaffolds<\/a>. Experimental Cell Research<\/strong>. v. 326, n. 1, p. 103-11. 2014.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"C\u00e9lulas madre ayudan a producir tr\u00e1queas y vasos sangu\u00edneos","protected":false},"author":559,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"_exactmetrics_skip_tracking":false,"_exactmetrics_sitenote_active":false,"_exactmetrics_sitenote_note":"","_exactmetrics_sitenote_category":0,"footnotes":""},"categories":[181],"tags":[278,281,316],"coauthors":[1518],"class_list":["post-205373","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-ciencia-es","tag-biologia-es","tag-biotecnologia-es","tag-medicina-es"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/205373","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/users\/559"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=205373"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/205373\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=205373"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=205373"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=205373"},{"taxonomy":"author","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/coauthors?post=205373"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}