BERNARDO CAMACHO MD, MSC, MG CTI D I R E C TO R
MEDICINA TRASLACIONAL EN TERAPIAS REGENERATIVAS
Término Medicina traslacional antecedentes
• Termino Medicine Translational Pubmed 1983. aplicación biología molecular para identificar biomarcadores para mejorar estrategias preventivas control del cáncer.
• Termino poco usado en años siguientes.
• Uso del termino de manera explosiva década 2.000. Más de 16.000 artículos y varias revistas indexadas.
Rey, R. Rev. Hosp. Niños (B. Aires) 2016;58(262):142-148 / 142
BRECHAS TRASLACIONALES EN INVESTIGACIÓN BIOMÉDICA
Figura 3.
Las brechas en la investigación biomédica: la primera, entre la investigación básica y la investigación
clínica; la segunda, entre la investigación clínica y la implementación en la población.
Rey, R. Rev. Hosp. Niños (B. Aires) 2016;58(262):142-148 / 142
Publicaciones Medicina Traslacional
Medicina o traslacional Definición
Según la Sociedad Europea de Medicina Traslacional (European Society for Translational Medicine, EUSTM):
La Medicina Traslacional es una rama interdisciplinaria de la investigación biomédica que se apoya en tres pilares principales:
• El Laboratorio de investigación
• La atención médica: consultorio, cama del paciente.
• La comunidad.
Meta: es combinar disciplinas, recursos, experiencias y técnicas para promover mejorías en la prevención,
diagnóstico y el tratamiento de enfermedades.
Medicina traslacional propósito.
Medicina Traslacional es:
• Generar conocimientos en ciencias básicas para producir nuevas opciones de diagnósticos o tratamientos.
• Traducir efectivamente el conocimiento sobre nuevos mecanismos y técnicas en nuevos enfoques de prevención, diagnóstico y terapéutica para mejorar la salud.
Rey, R. Rev. Hosp. Niños (B. Aires) 2016;58(262):142-148 / 142
Medicina Traslacional: Una Doble Vía Laboratorio
Donde la investigación es hecha
Consultorio Donde la investigación es aplicada
Laboratorio Consultorio
“Facilitar la transición de la investigación básica en aplicaciones clínicas que redunden en beneficio de la salud”
Anaya JM, et al. Expert Rev Precis Med Drug Dev 2018;3:119-35
Marincola FM. J Transl Med 2003;1:1. Wehling M. J Transl Med 2008;6:31.
El CREA es un Centro de Medicina Traslacional Del laboratorio al Paciente y del Paciente al Laboratorio
Generación y divulgación de conocimiento Publicaciones científicas, libros, simposios y congresos
Formación de recurso humano. Pregrado y posgrado Ejecución de Proyectos. Internacionalización
Equipo Médico (Especialistas)
Enfermería
Coordinación de Datos
Coordinación de Análisis
Laboratorio Inmunología
Biología Molecular
Investigadores Básicos
Comité de Ética
Dirección y Administración
Atención de Pacientes
Asistentes de Investigación
Coordinación Clínica
Publicaciones & Divulgación
Anaya JM. Autoimmun Rev 2014
Desarrollo de la Medicina Traslacional
• Biología celular y molecular
• La inmunología
• Bioinformática
• Nanotecnología
• Técnicas de secuenciación
• Biobancos
• Desarrollos de ómicas:
• Genómica
• Transcriptómica
• Proteómica
• Metabolómica
• Epigenética
Medicina regenerativa
TERAPIAS AVANZADAS
TERAPIA CELULAR TERAPIA GÉNICA INGENIERIA TISULAR
TERAPIA GÉNICA. Se administra material genético para reparar sustituir un gen anómalo o ausente, o bien las células del propio paciente son modificadas genéticamente antes de ser nuevamente administradas con el objetivo de corregir defectos genéticos.
LA TERAPIA CELULAR Incluye la utilización de muy diferentes tipos celulares (autólogos o alogénicos): células adultas diferenciadas, células progenitoras, células troncales adultas y embrionarias.
Las células pueden ser utilizadas sin haber sido sometidas a manipulaciones sustanciales, o bien tras haber sido cultivadas, expandidas o diferenciadas a otros tipos celulares.
INGENIERÍA TISULAR: Utilización de grupos celulares combinados con dispositivos biológicos o sintéticos, biomoléculas o matrices, utilizados para la reparación de determinados defectos.
1.células capaces de auto-renovarse
2.células capaces de diferenciarse a tejidos más especializados
Estas capacidades varían dependiendo del origen de las células madre su programación y el microambiente
CÉLULAS TRONCALES (Madre)
Tipos de células troncales (madre): 1. Embrionarias 2. Fetales 3. Cordón umbilical 4. Adultas sangre periférica
Se refiere a un numero de aproximaciones terapéuticas orientadas a activar el sistema inmune para inducir respuestas clínicas objetivas y estabilización de una enfermedad
Transplante de células madre hematopoyéticas
Terapia estándar con alto grado de éxito clínico para desórdenes hematopoyéticos malignos (65%) y no malignos (90%)
INMUNOTERAPIA
Repara, remplaza o regenera células, tejidos u órganos humanos para reestablecer o restaurar una función normal. Tiene el potencial de introducir nuevas terapias innovativas o incluso curativas, donde las terapias convencionales no han logrado demostrar beneficio a mediano y largo plazo
INMUNOTERAPIA
Ingeniería de Tejidos
Andamios
Células
Moléculas bioactivas
Sintéticos Hidrogeles Componentes de matriz extracelular:Col y GAG Derivados de Tejidos: Matriz descelularizada
Autólogas Alogénicas
MSC ESC iPSC
Citoquinas Factores de crecimiento
Proteínas, iRNA
Andamios + moléculas bioactivas actúan como
sistemas de liberación de drogas para mejorar la
reparación in vivo
moléculas bioactivas inducen diferenciación, proliferación actividad
metabólica de las células.
sustrato de unión y fuente de Señales
inductivas e instructivas para la diferenciación,
migración, proliferación y orientación celular
Ulceras Venosas
Pie diabético
Úlceras por presión
Fracturas
INGENIERIA TISULAR
INGENIERÍA DE TEJIDOS
Lesiones Óseas
Lesiones Cutáneas
Impresión 3D
Membranas electrohilado
Dermis acelular
Membrana electrohilado
Perlas de atelocolágeno
CEM-GW
Potencial Uso
1985- 1986:
1995- 1995:
1996-1998:
1998-2001:.
1 Marzo 2001:
2001-2007:
2006-2009:
Agosto 2010:
Marzo 2012:
Marzo 2015:
Abril 2016:
1 Marzo 2017:
2018- 2019
Sept 2019:
“Nace una idea, nace un sueño”.
Se propone una idea y se concreta en un proyecto.
Se elaboran unos diseños y se establece un perfil técnico.
Se materializa en una gran construcción y dotación.
Inicia operaciones el Banco Distrital de Sangre.
Consolidación y desarrollo del Banco Distrital de Sangre
Montaje Banco Distrital de Tejidos-BDT
Inicia operación el Banco Distrital Multitejidos
Inicia operación el Banco Público de Sangre de Cordón-BSCU
Inicia operación la Unidad de Terapias Avanzadas-UTA
Creación del IDCBIS (Acuerdo 641/16 H. Concejo de Bogotá)
Inicio de operación del IDCBIS.
Avances y consolidación como Centro de Investigación Biomédica
Grupo de Investigación GIMTTyC Clasificado Grupo A
PLANEACIÓN Y CONSTRUCCIÓN DEL HEMOCENTRO DISTRITAL - IDCBIS
REFERENCIACION TÉCNICA Y CIENTIFICA BST BARCELONA
Instituto Distrital de Ciencia Biotecnología e Innovación en Salud –
IDCBIS-SDS
Primer centro público en investigación biomédica en Terapias Avanzadas y Medicina Regenerativa
MISIÓN
El IDCBIS es un instituto de investigación, innovación y gestión del conocimiento en ciencias biomédicas, que provee servicios e insumos biológicos humanos, en pro de la salud individual y colectiva para el mejoramiento de la calidad de vida y el bienestar de la comunidad en Colombia.
MISIÓN
Para el año 2021 seremos un centro de excelencia en investigación de ciencias biomédicas y líderes en innovación, emprendimiento y desarrollo de productos biológicos y servicios para la salud.
1
2
3
4
5
Calidad y excelencia técnica y científica
Ética
Transparencia
Propósito social
Gestión eficiente
EJES QUE MARCAN COMPROMISO INSTITUCIONAL
FORTALECIMIENTO CAPACIDADES DE INVESTIGACIÓN
1
2
3
4
5
Talento humano de excelencia
Infraestructura moderna
Equipamiento y tecnología
Organización flexible
Gestión de recursos financieros
6 Gestión eficiente de CTI
Clasificación Grupo A
Convocatoria Nacional para el reconocimiento y medición de grupos de investigación, desarrollo tecnológico o de innovación y para el reconocimiento de investigadores del Sistema Nacional de Ciencia, Tecnología e Innovación – SNCTeI, 2018 – 833.
CAMPOS DE ACCIÓN
Form
ació
n y
en
tren
amie
nto
Inve
stig
ació
n
MEMBRANA AMNIÓTICA
B S C U B D T
Equipos apropiados de tecnología de
punta
Recursos
garantizados
hacia futuro
para investigación
Plena autonomía
administrativa
y financiera
en el manejo
del IDCBIS
Convenios especiales de cooperación científica con centros reconocidos en líneas de investigación específicas.
MEMBRANA AMNIÓTICA
DERMIS CELULAR
TEJIDO OSTEOARTICULAR
UNIDAD DE TERAPIA AVANZADAS DESARROLLO GMP
Línea de desarrollo clínico en
Terapias Avanzadas (GMP)
Línea de innovación
e investigación
Terapias Avanzadas
DESARROLLO GMP
R & D
TERAPIA CÉLULAS ESTROMAL MESENQUIMAL
Inmunomodulador
Adyuvante en Tx CPH
TERAPIA CÉLULAS PROGENITORAS
HEMATOPOYÉTICAS
Trasplante CPH en Inmunodeficiencias primarias
Trasplante CPH en enfermedades de depósito
Lisosomal
Trasplante CPH en otros desórdenes metabólicos
MSC en Inmunoterapia
Aplicaciones en Ingenieria Tisular
Exosomas/Micropartículas efecto
inmunomodulador
Terapia Génica (Trasplante CPH, Terapias
Adoptivas)
2016 -
2020
Hoy están en curso más de 840 ensayos clínicos con
células estromales mesenquimales aplicadas a mas
de 30.000 pacientes con mas de 80 enfermedades
diferentes, con resultados prometedores en pacientes
con enfermedades autoinmunes, defectos y daños
osteo-articulares y trasplante entre otros.
ENSAYOS CLÍNICOS CON MSC
1 1 1 2 2 3 3 3 5 6 7 7 8 9 10 11
18 19 25 30 30 32 34 39
49 54 57
69 75
84 146
0 50 100 150 200
Sweat Gland Diseases
metabolic
Breast Implant
Hemophilia
Aging
Xerostomia
Sepsis
Radiation
Duchenne Muscular Dystrophy
Oftalmologic disorders
Psychiatric disorders
Kidney/Urinary Tract
Burn Injury
Fistula
Inflammatory Bowel…
Oncology
Genital/Sexual disorders
HSCT/Myelodysplasia
Stroke
Vascular/Ischemia
Skin Ulcers/Wounds
Spinal Cord Injury/Fusion
Diabetes
GVHD
CNS/Epilepsy/Ataxia/Alzheimer/Parkin…
Liver Failure/Cirrosis/Hepatitis
Air way/Bronchopulmonary…
Cardiomyopathy / Myocardial Infarction
Transplant
Autoinmmune
Orthopedic Conditions/Maxilofacial
840 CLINICAL TRIALS 2003 – 2019 (36.337 patients)
Orthopedic & Maxilofacial
Autoimmunity
Organ Transplant
AMI & Cardiomiopathy
GvHD
842
5.881
12.231
9.386
1.893
5.870
234 -
50
100
150
200
250
300
350
-
2.000
4.000
6.000
8.000
10.000
12.000
14.000
EarlyPhase 1
Phase 1 Phase1|Phase
2
Phase 2 Phase2|Phase
3
Phase 3 Phase 4
SALA BLANCA GMP
EJE CENTRAL DE LA INVESTIGACIÓN
Y ENSAYOS CLÍNICOS EN TERAPIAS AVANZADAS
AVANCES
SALA BLANCA
GMP
Ingeniería de Tejidos
Andamios Células
Moléculas bioactivas
Sintéticos Hidrogeles
Componentes de matriz extracelular:Col y GAG Derivados de Tejidos:
Matriz descelularizada
Autólogas Alogénicas
MSC ESC iPSC
Citoquinas Factores de crecimiento
Proteínas, iRNA
Andamios + moléculas bioactivas actúan como sistemas de liberación de drogas para
mejorar la reparación in vivo
moléculas bioactivas inducen diferenciación, proliferación actividad metabólica de las
células.
sustrato de unión y fuente de Señales inductivas e instructivas para la
diferenciación, migración, proliferación y orientación
celular
Ulceras Venosas
INGENIERIA TISULAR
INGENIERIA TISULAR
ÁREAS DE INVESTIGACIÓN:
Lesiones cutáneas
Ulceras Venosas
Pie diabético
Úlceras por presión
Lesiones óseas
DESARROLLOS PARA LA REPARACIÓN/ REGENERACIÓN DE PIEL
Dermis acelular
Dermis acelular+ CEM-GW
Dermis acelular+ CEM-GW+ Lisado de plaquetas
Andamio Policaprolactona /colágeno
Andamio Policaprolactona/ colágeno/CEM-GW
Andamio Policaprolactona/ colágeno/ TGF-β3/ CEM-GW
Constructo con Andamio Biológico
Constructo con Andamio biosintético
CEM-GW: Células estromales mesenquimales de gelatina de Wharton
DESARROLLOS PARA LA REPARACIÓN/ REGENERACIÓN DE PIEL
Andamio Biológico
Descelularización de piel cadavérica
Piel sin tratamiento
Dermis acelular
CEM sobre andamio biológico
CEM-GW: Células estromales mesenquimales
Membrana Electrohilade de PCL/Colágeno
Andamio Biosintético
CEM sobre andamio
biosintético
DESARROLLOS PARA LA REPARACIÓN/ REGENERACIÓN DE PIEL
Hemostasia/Inflamación Proliferación Remodelación
Lesión
HGF
FGF-b
EGF
TGF-β2
TGF- β3
Supresión de la apoptosis, Efecto antifibrótico
Angiogénesis, síntesis tejido de granulación
Efecto antifibrótico
Angiogenesis, migración y activación de células
inflamatorias, fibroblastos a miofibroblastos
DESARROLLOS PARA LA REPARACIÓN/ REGENERACIÓN DE PIEL
PLA/COL/HA
Liberación de factores de crecimiento
PLA: Acido poliláctico COL: Colágeno HA: Hidroxiapatita
Colágeno I
Andamios por impresión
3D Membranas
electrohiladas
PLA/HA
Producción de factores de crecimiento
asociados con la regeneración ósea
Research Article. Strategy for the
Generation of Engineered
Bone Constructs Based on
Umbilical Cord
Mesenchymal Stromal
Cells Expanded with
Human Platelet Lysate
Diferenciación in vitro de células estromales mesenquimales del cordón umbilical (UC-MSC) hacia hueso, grasa y cartílago.
Formación in vivo de tejido óseo a partir de constructos basados en células estromales mesenquimales del cordón umbilical y perlas de atelocolageno
Tejido óseo formado
Vasos sanguíneos
Osteoblastos
Zonas de mineralización
Zonas de mineralización
DESARROLLOS PARA LA REPARACIÓN/ REGENERACIÓN DE PIEL
Introducción
Quemaduras
úlceras vasculares
Ulceras de Pie Diabético
Ulceras por presión
1.610 quemados entre diciembre 2018 y enero del 2019
1,7 millones de diabéticos 20% ulceras crónicas
3 millones de personas; 2% hombres y 4% mujeres desarrollaran ulceraciones.
UNIDAD DE TERAPIAS AVANZADAS
Proyectos de investigación en curso:
Evaluación In vitro de la actividad antimicrobiana de las
Células Estromales Mesenquimales.
Evaluación del efecto inmunomodulador de Células
Estromales Mesenquimales sobre la respuesta inmune celular
en modelos In vitro de aloreactividad e inflamación de células
de sangre de cordón umbilical.
Modelo In vitro de deficiencia constitutiva de la enzima
GALNS en Células Estromales Mesenquimales humanas
mediante el uso de CRISPR-Cas9.
UNIDAD DE TERAPIAS AVANZADAS
Se esta realizando el estudio y búsqueda de patente para el proyecto denominado:
ANDAMIO DE POLI(ℇ CAPROLACTONA)-COLÁGENO/TGF-Β3.
Obtención de andamios de
PLA/colágeno/hidroxiapatita para potencial aplicación
en regeneración ósea.
Obtención de andamios de poli(ℇ-caprolactona)
/colágeno/ cápsulas de TGF-β3 para regeneración de
tejido cutáneo. (desarrollo de patente)
Funcionalización del óxido de grafeno/-ca3(po4)2
con ácido poliláctico en la construcción de andamios
biopoliméricos tridimensionales para la regeneración
del tejido óseo.
UNIDAD DE TERAPIAS AVANZADAS
Fabricación de andamios impresos 3D con
micropartículas de PLA/hidroxiapatita potencialmente
aplicable en regeneración de tejido óseo.
Evaluación de la expresión de factores involucrados con
la reparación de heridas en constructos generados con
andamios biológicos y células estromales mesenquimales
derivadas de gelatina de Wharton
Publicación ingeniería tisular IDCBIS
Artículo de investigación aceptado por la revista científica
Stem Cells International:
“A strategy for the generation of engineered bone
constructs based on umbilical cord mesenchymal stromal
cells expanded with human platelet lysate”.
Nivel de maduración de tecnología TRL
ESTADO DE DESARROLLO DE LA TECNOLOGÍA
• El nivel de madurez de la tecnología es de TRL4 - TLR5
• Las validaciones en pruebas de laboratorio (in vitro)
• Evaluar la funcionalidad del sustituto en un sistema similar al de su aplicación
final, se decidió usar el cerdo para probar la tecnología debido a la similitud con
la piel del humano.
• Ensayo clínico de fase I/II para demostrar la seguridad y eficacia del producto y
escalar la tecnología a un TRL-7 - TRL-8
• La razón para realizar estudios en fase I es para determinar la mayor cantidad de
aplicaciones que pueda darse de forma segura sin causar efectos secundarios
graves.
• Grupo de 10 personas que reciba solo dos aplicaciones del tratamiento
• Grupo de 20 personas que reciban hasta cuatro aplicaciones
• Evaluar el efecto que el cuerpo tiene sobre el sustituto.
• Evaluar la eficacia para el cierre de la herida y la reducción en la formación de
cicatrices para establecer cuál es el número de aplicaciones que ofrece el mejor
balance de seguridad y efectividad.
CONSECUCIÓN RECURSOS SGR FONDO CTI
RED DE INVESTIGACIÓN EN TERAPIAS AVANZADAS Y MEDICINA REGENERATIVA (pagina web)
Equipo de trabajo de Unidad de Terapia Celular
RED COLABORATIVA Y DE REFERENCIACIÓN
RIESGOS EN TERAPIA CELULAR
• Las células pueden migrar a diferentes tipos de tejidos y
diferenciarse en tipos celulares no deseados.
• Pueden desarrollar tumores.
• Pueden fracasar en el desarrollo de la función que se busca.
• Pueden presentar grandes variaciones entre lotes, debido a las
diferentes fuentes de procedencia, a alteraciones genéticas o por el
número de pasos de cultivo.
• Pueden producir efectos adversos, que pueden no ser reversibles,
por que las células se integran en los tejidos del propio sujeto.
DIFICULTADES, RETOS Y DESAFÍOS EN INVESTIGACIÓN CON CÉLULAS MADRE
• Gran cantidad de ensayos clínicos en cursos en distintas fases de
investigación.
• Requerimientos técnicos y logísticos limitados y exigentes (sala
blanca-GMP)
• Pocos investigadores bien entrenados y con experiencia.
• Consideraciones éticas y legales: aspecto crítico.
• Falta de normatividad concernida en la mayoría de países.
• Alto manejo mediático altamente, especulativo y engañoso en la
población.
CONCLUSIONES
La Investigación Traslacional se constituye en una eficaz, inspiradora y motivadora forma de investigación que busca la solución de problemas y desafíos en salud, diagnostico y tratamiento de enfermedades.
La Terapias Avanzadas son área de investigación biomédica hacia una medicina personalizada y de precisión.
La terapia celular en conjunto con la investigación de nuevos materiales son la base de la investigación en medicina regenerativa.
CONCLUSIONES
• Algunos bancos de sangre, de tejidos y BSCU, en Latinoamérica hemos evolucionado y desarrollado capacidades de investigación traslacional aplicada a las terapias avanzadas y medicina regenerativa.
• Fortalecer redes de investigación, hacer convenios y alianzas nacionales e internacionales y trabajar en colaboración entre los centros reconocidos es imperativo.
• Fortalecer generosidad, confianza y disciplina entre nuestros centros y grupos de investigación.
• Mantener investigación bajo fundamentos científicos y éticos.
DESAFÍOS EN EL DESARROLLO CLÍNICO:
MANUFACTURACION DE TERAPIAS CELULARES: BUENAS PRACTICAS DE MANUFACTURA (BMPs) CALIDAD FARMACOLOGICA
Investigación y Desarrollo Pre-
clínico
Transferencia técnica a BMPs
Regulación Vigilancia
Apoyo Comercial
Instituciones académicas Agencias nacionales/internacionales Centros de investigación Hospitales
Fondos de inversión Fondos publico/privados
MINISTERIO SALUD - INVIMA Capital Ind. farmacéutica
BERNARDO CAMACHO MD, MSC, MG CTI Director