Parece ciencia ficción, pero los investigadores han desarrollado órganos a partir de células madre, órganos que se trasplantaron con éxito en humanos. Hace dos años, un hombre recibió una nueva tráquea para reemplazar la suya, dañada por el cáncer: la tráquea fue hecha por investigadores suecos que infundieron un andamio sintético con las propias células madre del paciente. Anteriormente, en 2006, los científicos de Wake Forest utilizaron células madre para implantar con éxito vejigas cultivadas en laboratorio en pacientes jóvenes con espina bífida, un defecto congénito del desarrollo.
Ahora, la ciencia ha puesto sus ojos en órganos aún más grandes cultivados en laboratorio: corazones. Los investigadores actualmente los cultivan en laboratorios utilizando andamios hechos de biomaterial que guían a las células madre a convertirse en cardiomiocitos, las células que se contraen y que son la base del músculo cardíaco.
Tal investigación con células madre en humanos viene con una serie de problemas éticos. Sin embargo, un nuevo estudio, publicado ayer en el Journal of Clinical Investigation, sugiere que un tipo diferente de célula podría hacer el trabajo cuando se trata de diseñar artificialmente tejido nuevo. Implica un proceso biológico que no existe en los mamíferos: partenogénesis
La partenogénesis es una forma de reproducción asexual que ocurre naturalmente en plantas, insectos, peces, anfibios y reptiles. Durante este proceso, los óvulos no fertilizados comienzan a desarrollarse como si hubieran sido fertilizados. Por ejemplo, toda la especie de marmorkrebs, un tipo de cangrejo de río, es hembra, y la descendencia producida, sin ninguna contribución masculina, es genéticamente idéntica a la madre.
En 2007, los investigadores indujeron a los óvulos humanos con productos químicos que imitan la fertilización para que se sometieran al proceso. El resultado fueron células partenogenéticas que comparten las mismas propiedades que los embriones, excepto que no pueden crecer más. Las células son similares a las pluripotentes. células madre derivadas de embriones, lo que significa que tienen la capacidad de convertirse en diferentes tipos de células, incluidas las células del corazón.
Los investigadores alemanes en el nuevo estudio utilizaron este conocimiento para convertir las células del cuerpo de los ratones en células madre partenogenéticas, que luego se convirtieron en cardiomiocitos maduros y funcionales. Los investigadores utilizaron estas células para diseñar miocardio (músculo cardíaco) con la misma estructura y función del miocardio normal. Luego se injertó el músculo en los corazones de los ratones que habían contribuido con los huevos originales para la partenogénesis, donde funcionó de la misma manera que el músculo existente.
Para los humanos, desarrollar músculo cardíaco a partir de cardiomiocitos derivados de células madre partenogenéticas de esta manera podría superar varios obstáculos, según un nuevo documento que examina las implicaciones del descubrimiento del equipo alemán. Un ataque al corazón puede destruir hasta mil millones de cardiomiocitos. Estas células pueden volver a crecer naturalmente por el cuerpo, pero no de manera rápida y en cantidades significativas , lo que significa que la reparación del corazón por ingeniería tisular puede ser crucial para una recuperación completa.
La regeneración a través de células madre también podría significar la diferencia entre la vida y la muerte para los candidatos a trasplante de corazón. Aproximadamente 3, 000 personas en los Estados Unidos están en la lista de espera para un nuevo corazón en un día determinado, pero solo 2, 000 órganos de donantes están disponibles cada año. Pero incluso si una persona recibe un nuevo corazón de un donante, no hay garantía de que el cuerpo acepte el nuevo órgano. El sistema inmunitario de una persona ve el nuevo órgano como un objeto extraño, lo que desencadena una cadena de eventos que pueden dañar el órgano trasplantado. Para evitar el rechazo del trasplante, los pacientes son tratados con medicamentos inmunosupresores, que pueden aumentar el riesgo de cáncer, y la mayoría permanece con al menos un tipo de medicamento por el resto de sus vidas. Sin embargo, los corazones regenerados a partir de células madre partenogenéticas probablemente eliminarán el rechazo de órganos.
Las células madre partenogenéticas, que pueden derivarse de células fácilmente producidas en la sangre o la piel, contienen un genoma heredado de un solo individuo: en este estudio, el ratón y, potencialmente, en el futuro, un paciente humano. Esto significa que es probable que las células sean más compatibles con el sistema inmunitario del paciente; es menos probable que el cuerpo rechazar órganos cultivados a partir de sus propias células.
En los humanos, el proceso podría eliminar las células madre embrionarias de la ecuación, tomando preguntas éticas asociadas con ellas.
