Medicina regenerativa en tejido cardiaco

¿Qué es la medicina regenerativa?

• Tiene como objetivo la reposición o regeneración de células de tejidos u órganos dañados estructural y funcionalmente.

• Utiliza al cuerpo para tratar de ayudar a compensar las fallas que ha tenido y poder mejorar ciertos tipos de enfermedades, por ejemplo, las de índole cardiovascular.

Medidas terapéuticasLa principal función de esta rama de la medicina es estudiar diversas estrategias para remplazar las funciones biológicas dañadas en el organismo. Una de las principales medidas terapéuticas que se proponen es :

Terapia celular: busca sustituir las células perdidas por otras que se obtienen del propio paciente (de la médula ósea, de la sangre, de cordón umbilical, etc.) y se reprograman o transdiferencian, convirtiéndose en otro tipo de célula para su posterior trasplante.

Siendo la terapia celular el primero de los campos de la medicina regenerativa. Basandose en el uso de células madre de distinto origen que, mediante diferentes procedimientos, se diferencian en el linaje celular deseado.

De esta manera, bien a través de células madre embrionarias, de una célula madre adulta o de una especializada, los investigadores han podido derivar cada una de ellas a otro tipo celular con la idea de generar un tejido sustituto a otro enfermo o dañado.

¿Células madre?Las células madre son células con el potencial de convertirse en muchos tipos distintos de células en el organismo, funcionan como un sistema reparador del cuerpo.

Células madre embrionarias

Sólo existen en las fases más tempranas del

desarrollo embrionario.

Dejan de existir transcurridos unos cinco

días del comienzo del desarrollo.

Células madre adultas

Son células especializadas que se encuentran en la mayoría de tejidos de adultos, niños y fetos.

El trasplante de células madres adultas es el

método más empleado por la medicina

regenerativa.

¿Es inmortal nuestro corazón?En el ratón, el número de células que entran en el ciclo mitótico cada día es el mismo que el de las células que entran en apoptosis: entre el 0,25 y el 1 % de la población total de cardiomiocitos. Esto representa una renovación total del tejido cardiaco del ratón en menos de un año

En el caso del corazón humano sus cifras de recambio son alrededor del 0.06%, llevándose a cabo una renovación total en aproximadamente 4 a 5 años .

Enfermedades cardiovasculares Las enfermedades cardiovasculares son uno de los problemas de salud de mayor impacto, tanto nacional como mundial. Se calcula que en 2012 murieron por esta causa 17.5 millones de personas, lo cual representa un 31% de todas las muertes registradas en el mundo.

Dentro de las cuales, la cardiopatía isquémica es la principal causa de muerte a nivel mundial, responsable de 12.8% de las muertes; esto representa 7.25 millones de personas por año.

Cardiopatías isquémicasSon el tipo más común de enfermedad cardíaca. Se produce cuando se reduce el flujo sanguíneo, y por tanto el oxigeno al músculo del corazón. Se debe a un bloqueo parcial o completo de las arterias que suministran sangre al corazón.

Figura: La cardiomiopatía isquémica. Corazón en un hombre de 56 años de edad con una pared dañada por infarto agudo de miocardio a la edad de 46 años. (A) Vista de las cavidades ventriculares en la base mostrando ambas válvulas tricúspide y mitral. Una cicatriz está presente en la porción central del tabique ventricular y en la pared libre ventricular izquierda anterior. (B) Vistas caudales de ventrículos cardíacos que muestran una enorme cantidad de cicatrices en la pared anterior del ventrículo izquierdo, con la cicatrización de la totalidad del septo ventricular. Menos de la mitad de la pared libre del ventrículo izquierdo está desprovisto de cicatrices. (C) Una vista de primer plano de una parte de las paredes ventriculares que muestran las cicatrices de espesor total del tabique ventricular y la pared anterior del ventrículo lateral izquierdo libre. (D) Vista del interior de la punta del ventrículo izquierdo, que muestra la extensa septal ventricular izquierda y cicatrización de la pared libre.

Específicamente, en México, según el Instituto Nacional de Estadística Geografía e Informática, durante 2013 las cardiopatías fueron la primera causa de muerte, con casi 116 000 defunciones por año, de las cuales más de 79 000 fueron consecuencia de la cardiopatía isquémica.

Clasificación

Cardiopatías isquémicasInfarto agudo de

miocardioAngina

MicrovascularAngina de Prinzmetal Angina de pecho

Dentro de las principales causas de muerte por cardiopatías isquémicas destaca el infarto agudo de miocardio, ataque o infarto cardíaco.

Infarto cardiacoEs la muerte o necrosis de una porción del miocardio por falta de suministro de oxigeno al musculo del corazón, ocasionado por una obstrucción de las arterias coronarias que lo irrigan.

Existen factores que pueden acelerar que las arterias se deterioren y propiciar que se obstruyan como: el tabaco, el colesterol, la diabetes y la hipertensión entre otros.

Cuando se produce un ataque al corazón, las células al no tener oxígeno empiezan a morir, por lo que el tejido de esa zona muere y no se regenera, formándose una cicatriz.

A pesar de que el corazón tiene una determinada capacidad para regenerar sus células muertas, no es la suficiente para regenerar los daños que se producen en un infarto de miocardio.

Por lo que la ciencia médica tiene que intentar reducir o eliminar esa cicatriz que dificulta la labor del corazón de llevar sangre a todo el cuerpo.

Terapias, desarrollos y nuevos descubrimientos

Células madre

Algunos tipos de células madre pueden ser utilizados para restaurar el tejido dañado del corazón infartado, tales como: las células hematopoyéticas, células progenitoras endoteliales, células madre mesenquimales, cardiacas, entre otras.

Una proporción considerable de células madre hematopoyéticas, células progenitoras endoteliales, y células madre mesenquimales proceden de las células madre de la médula ósea de los adultos.

Orlic et al. Fue el primero que sugirió que las células de médula ósea tienen la capacidad de regenerar el miocardio infartado.

Recientes estudios in vivo indican que las células de la médula ósea injertadas sobreviven y crecen dentro del miocardio después del infarto. Estas células generan miocardio de novo compuesto de cardiomiocitos integrados y vasos coronarios.

Esta posibilidad de las células madre adultas de cambiar su función se debe a que se encuentran en una fase inicial, en la que las células aún no están maduras y, por tanto, tienen plasticidad, es decir, se pueden redirigir para que se conviertan en tejido cardiaco.

Efecto homing

Se tiene evidencia que tras un infarto se produce un efecto de llamada (efecto homing), donde algunas células madre de la médula ósea se movilizan hacia el corazón para reparar la lesión. Sin embargo, este mecanismo no logra trasladar suficientes células como para regenerar por completo el tejido dañado.

Tratamientos (basados en terapia celular)

Por lo tanto, se genero la aparición de rutas o vías para incorporar células madre al miocardio humano, siendo las principales:

• Infusión intravenosa• Inyección directa en la pared ventricular• Infusión intracoronaria

• La regla de oro en relación con la forma de administración es trasplantar el número suficiente de células en la región del miocardio dañada, y alcanzar el máximo de retención de las células en dicha región.

• Es importante el lugar de la administración, no solo para inyectar con certeza en el sitio de la lesión, sino porque las células parecen diferenciarse hacia la estirpe celular del sitio en que se inyectan.

TransvascularInfusión intravenosa

Inyección de las células al torrente sanguíneo mediante un catéter venoso.

Hay dispersión de las células hacia otros órganos, reduciendo el número de células que llegan al miocardio

Infusión intracoronariaLas células se inyectan a través de un catéter intracoronario.

Las células se dispersan a través de la circulación coronaria hacia las diferente áreas afectadas del miocardio.

Movilización de células madre de la sangre periféricaUso de factores estimuladores para la movilización de las células madre, sin realizar extracción, hacia el

área de tejido dañado.

Clasificación

Inyección directa en el músculo cardíacoVía transepicárdica

Las células se inyectan directamente en el área afectada del miocardio.

Solo se puede realizar a pacientes que van a ser sometidos a cirugía de revascularización.

La ventaja es la posibilidad de visualizar directamente el área necrótica e inyectar las células con mayor precisión.

Vía transendocárdica Se hace por vía percutánea, empleándose un sistema de mapeo electromecánico mediante un

catéter.

Incluye un método de identificación electrofisiológica del área infartada y simultáneamente se hace el tratamiento celular.

Determinándose con mayor exactitud el sitio de la inyección.

Dichas terapias ayudan a los pacientes con el proceso de regeneración. Además, al tratarse de células propias se evitan posibles rechazos.

¿Cual es la llamada para las células madre?

Debe existir algún mensajero que haga a las células madre del propio corazón dividirse, o que promueva la aglomeración de las células madre hacia el tejido lesionado. En el corazón de ratón, las células de medula ósea inyectadas se acumulan selectivamente en el área lesionada, lo mismo ocurre con el corazón humano.

Algunas propuestas son:

Citoquinas como: a) El factor estimulador de colonias (G-SCF).b) El factor de crecimiento de células madre (SCF de Stem Cell Factor).

Que movilizan las células progenitoras de medula ósea, contribuyendo así a la reparación cardíaca.

Extractos de células embrionarias: a) Podrían ser también medios condicionados adecuados, ya que en

presencia de células embrionarias, las células madres adultas ven favorecida su plasticidad .

Perspectivas

El corazón de los mamíferos es capaz de activar procesos de renovación y regeneración, aunque, en circunstancias normales, estos procesos no dan abasto para reparar daños cardíacos de cierta magnitud. Sin embargo, existe la posibilidad de que los científicos encuentren un método completamente seguro y eficaz para reforzar estos procesos, puesto que ya existen algunos pero su eficacia no es total. Mejorando así la formación de nuevas células de músculo cardiaco y aumentando en definitiva la capacidad de autocuración del corazón.

Referencias

• Prósper, F.,Herreros J., Alegría E. (2003). Utilización de células madre para la regeneración miocárdica en la insuficiencia cardíaca. Revista Española de cardiología, 56(10), obtenido el 28 de junio del 2016, de la Sociedad Española, de Cardiología. Sitio web: http://www.revespcardiol.org/es/utilizacion-celulas-madre-regeneracion miocardica/articulo/13052378/

• García, A. Bases científicas de la regeneración cardiaca. Recuperado el 29 de junio de 2016. Sitio web: http://cibm.ugr.es/pages/conocernos/basescientificasdelaregeneracioncardiaca/!

• Medicina regenerativa tras infarto de corazón. Obtenido el 27 de junio de 2016. Sitio web: http://biosalud.org/blog/medicina-regenerativa-tras-infarto-de-corazon/

• Nombela, C. (2007). Células madre: encrucijadas biológicas para la medicina: del tronco embrionario a la regeneración adulta. Madrid: Edaf.

• Doppler, S., Deutsch, A., Lange, R., Krane, M. (2013). Cardiac regeneration: current therapies—future concepts. Journal of Thoracic Disease, 5(5), 683–697. Obtenido el 24 de junio de 2016, de US National Library of Medicine National Institutes of Health Search database Search term Clear. Sitio web: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3815722/

• Balea, E., Hernández, P. (2006). Medicina regenerativa. Células madre en enfermedades del corazón. Recuperado el 25 de junio de 2016. Sitio web: http://www.bvs.sld.cu/revistas/hih/vol22_1_06/hih03106.htm

• González, G., Sanchez, D., Sosa, C. (2009). Terapia celular con células madre y medicina regenerativa. México: Alfil.

• Estadísticas de Mortalidad. (2016). De: Instituto Nacional de Estadística y Geografía (INEGI). Obtenido el 30 de junio de 2016. Sitio web: http://www3.inegi.org.mx/sistemas/sisept/Default.aspx?t=mdemo107&s=est&c