Cuando Sir Martin John Evans publicó evidencia de los primeros cultivos de células madre embrionarias en 1981, la investigación ofreció un rayo de esperanza en el campo médico. Muchos pensaron que estas células no especializadas podrían ser una panacea.
La idea es tentadora: con un poco de persuasión, estas células tienen el potencial de convertirse en cualquier cosa, desde la piel hasta el cartílago. Incluso podrían convertirse en órganos completos o partes del cuerpo. Y en los últimos años, los investigadores han aprendido que estas células tienen otra propiedad especial: pueden estimular el crecimiento en los tejidos cercanos.
Hace trece años, fue esta última propiedad la que atrajo a Anthony Hollander, director del Instituto de Biología Integrativa de la Universidad de Liverpool, a descubrir nuevas formas de reparar las roturas de menisco en las rodillas. Ahora, Hollander y su equipo finalmente han completado el primer ensayo en humanos del llamado "vendaje viviente". Y hoy, se le otorgó oficialmente una patente (Patente de los Estados Unidos No. 9, 539, 364) por la invención.
El vendaje consiste en un andamio delgado de colágeno, una proteína que se encuentra en el tejido conectivo y que puede formar un material poroso pero resistente. Los investigadores infunden esta capa con un tipo de células madre, conocidas como células mesenquimales, cultivadas de la médula ósea de cada paciente. Durante la reparación, el médico coloca el vendaje entre los dos lados del menisco y luego sutura el emparedado de colágeno meniscal. La idea es que las células madre emitan factores de crecimiento que promueven la curación del tejido del menisco, ayudando a que los dos lados se vuelvan a unir.
El nuevo estudio, publicado recientemente en Stem Cells Translational Medicine, documentó la primera prueba de este vendaje en cinco sujetos humanos de 18 a 45 años con lágrimas de menisco. Después de dos años, tres de los pacientes permanecieron sin síntomas.
Las lágrimas de menisco son una lesión común, pero son notoriamente difíciles de reparar. Este par de anillos de cartílago en forma de C en cada rodilla actúan como amortiguadores, amortiguando la rodilla del impacto al caminar, correr, saltar y lanzarse. Protegen las tapas de cartílago que cubren los extremos de los huesos que se unen en la rodilla. Sin embargo, a medida que envejecemos, el estrés continuo hace que los meniscos se desgasten, lo que significa lágrimas.
El problema, explica Hollander, es que el menisco no se cura como un corte en el brazo. Las lágrimas en los bordes exteriores del disco sanan relativamente bien. Esta región, conocida como la zona roja-roja, tiene un suministro de sangre relativamente bueno. Pero eso disminuye hacia los bordes internos del disco, conocido como la zona blanco-blanca. Las lágrimas en esta región no se reparan fácilmente. Todas las lesiones tratadas en este estudio se producen en la región de vascularización intermedia (zona rojo-blanca), así como en la zona blanca-blanca, lo que significa que estas lágrimas son las más difíciles de reparar.
Hasta las últimas décadas, la reparación de las roturas del menisco fue la eliminación de parte o la totalidad del menisco que contenía la rotura. Pero los investigadores ahora creen que esto deja a las articulaciones más susceptibles a la osteoartritis, una condición degenerativa en las articulaciones. Sin el cojín del menisco, se cree que la articulación sufre un mayor desgaste debido al estrés del cartílago de la rodilla durante las actividades diarias básicas como caminar y subir escaleras. Aun así, este procedimiento sigue siendo el tratamiento más común para las roturas de menisco.
Entonces, ¿son las células madre la solución?
"No me estoy levantando de mi silla diciendo que tengo que tomar esta tecnología y emplearla en mi práctica", dice Howard Luks, jefe de medicina deportiva en el New York Medical College. La prueba no solo tenía un grupo de prueba relativamente pequeño (cinco personas), sino que tenía una tasa de éxito modesta (tres de cinco).
Sin embargo, Luks reconoce que los resultados son prometedores. "La lágrima en su documento aquí es una lágrima muy compleja, y su ortopedista promedio no puede hacer eso", dice. "Pueden reparar ciertas lágrimas, pero sería más difícil arreglar la que arreglaron".
Sin embargo, hay más factores en juego en el desarrollo de la osteoartritis, señala. "Durante demasiado tiempo hemos pensado en un proceso mecanicista", dice. Aunque la extirpación del menisco puede desencadenar la osteoartritis, es uno de los muchos factores que pueden estimular la aparición de la enfermedad.
La bioquímica probablemente también esté involucrada, dice Luks. Las lesiones o el impacto excesivo en la articulación pueden desencadenar lo que él llama una "cascada química" en las rodillas. "Los productos químicos y compuestos dentro de la rodilla se vuelven hostiles a la viabilidad del cartílago restante", dice. Y una vez que comienza el proceso, los médicos aún no han descubierto cómo detenerlo. Por lo tanto, aún se desconoce si los pacientes en este ensayo desarrollarán osteoartritis.
Se ha demostrado que otros métodos de reparación física son igualmente efectivos para reparar tales desgarros, señala Luks, incluido un método conocido como terapia de abrasión. En este procedimiento, el cirujano afeita el revestimiento de la articulación de la rodilla (sinovial) para inducir algo de sangrado y ayudar con el rebrote del menisco.
"Durante décadas evitamos reparar los meniscos en la zona blanca-blanca con la idea de que simplemente no iba a funcionar", dice. "Pero luego un grupo de nosotros comenzó a repararlos y descubrimos que sí funcionaba".
Scott Rodeo, investigador de tejidos y clínico en el Hospital for Special Surgery en la ciudad de Nueva York, tuvo otro problema con el estudio: "No hay un grupo de control", dice. "No hay seguimiento del implante en sí mismo".
Sin embargo, esta primera prueba en humanos estaba destinada a probar la seguridad del vendaje vivo, dice Hollander. Debido a que las tasas de fracaso son altas para la cirugía en la zona blanca del menisco, dice, "estamos seguros de concluir que hubo algún beneficio directo del tratamiento". Aunque espera tener un grupo de control en futuros estudios, señala que Hay preocupaciones éticas con tal grupo. "Como hay muchas pruebas de que la cirugía sola falla", dice, hacer que los pacientes se sometan a dicho procedimiento podría considerarse poco ético.
Sin embargo, el vendaje vivo es uno de los métodos más prometedores para el uso de células madre en la reparación de meniscos. Cuando Hollander comenzó a investigar en este campo, la mayoría de los otros grupos intentaban usar estructuras de colágeno con infusión de células madre como base para que las células madre desarrollen tejido que llena las secciones rotas del menisco. "Cuando estás haciendo ingeniería de tejidos estás llenando espacios, estás haciendo una gran parte de tejido", explica Hollander.
Hollander, sin embargo, tenía la idea de que estos métodos no iban a funcionar. Las células madre son extremadamente difíciles de controlar cuando se insertan en las articulaciones. "La rodilla es un ambiente muy hostil", dice Luks. "[Entonces] estas células generalmente no viven mucho tiempo en la rodilla y no se comportan de la misma manera que pensamos que lo harían".
Para colmo, Hollander quería probar algo diferente. "No me gusta hacer lo mismo que otras personas", dice con una sonrisa. Entonces decidió tratar de explotar otras propiedades de las células madre, eventualmente desarrollando el vendaje vivo. Desde entonces, ha desarrollado una empresa spin-off, Azelon, para comercializar el producto.
En estos días, muchos médicos ya afirman el uso exitoso de las células madre en la reparación del menisco: desde la aplicación de células madre suspendidas en gel hasta estructuras de colágeno. Pero la tecnología está lejos de ser ampliamente utilizada, dice Rodeo, particularmente en los Estados Unidos, donde el cultivo de células madre está estrictamente regulado. En este punto, "la aplicación comercial está muy por delante de la ciencia", dice. Hay mucho más que aprender acerca de todas estas aplicaciones antes de que puedan usarse comercialmente de manera segura.
Hollander cree que los vendajes de células madre son extremadamente prometedores no solo para las rodillas, sino también para una variedad de reparaciones de tejidos blandos, desde los manguitos rotadores hasta los esfínteres anales de las madres desgarrados por el parto. Por ahora, sin embargo, se está centrando en los meniscos. "Solo para hacer esta aplicación nos ha llevado años", dice. "No podemos hacer todo".
Hollander ya ha obtenido fondos para un ensayo más amplio. También planea agilizar el proceso, reduciendo algunos de sus gastos, un problema que preocupaba tanto a Rodeo como a Luks. Para hacer esto, Hollander espera cambiar al uso de células madre de donantes, para que los pacientes no necesiten someterse a dos procedimientos, para aspirar primero las células madre y luego implantar el vendaje.
"Estamos tratando de congelar el [vendaje vivo] para que pueda almacenarse durante algunos meses en el hospital y luego sacarlo del congelador, calentarlo e implantarlo", dice. "Eso lo convierte en un proceso mucho más simple, mucho más rentable para los proveedores de atención médica".
Aunque es necesario realizar muchas más pruebas para confirmar la eficacia del vendaje vivo, el equipo parece estar en el camino correcto.
"En pocas palabras, vale la pena salvar un menisco", dice Luks. "Si un menisco es reparable, debe repararse".
