Utilidad de las células progenitoras en la cardiopatía isquémica

Capítulo 36
Utilidad de las células progenitoras
en la cardiopatía isquémica
Dra. Pilar Jiménez Quevedo
Médico especialista en Cardiología. Unidad de Hemodinámica y Cardiología Intervencionista
del Hospital Clínico San Carlos, Madrid
Introducción a las células progenitoras en
la cardiopatía isquémica
Las enfermedades cardiovasculares constituyen la primera
causa de mortalidad en los países desarrollados. A pesar de
la intensa investigación biomédica y del continuo avance
en los tratamientos para las enfermedades cardíacas,
existe un grupo de pacientes para los cuales no se dispone
de ninguna opción terapéutica para aliviar sus síntomas y
mejorar su calidad de vida.
Desde hace años sabemos que existen varios órganos en el cuerpo humano con capacidad de regeneración,
es decir, con capacidad de recuperarse ante una pérdida
importante de las células que lo componen. Entre estos
órganos con capacidad de regeneración se encuentra, por
ejemplo, la piel. Es fácil observar cómo, tras una herida,
poco a poco la piel va creciendo hasta cubrir totalmente
la zona dañada. Esto es posible porque existen unas células en la piel que son capaces de dividirse y formar nuevas
células para reemplazar a las que se han perdido o dañado.
Este hecho también sucede en otros órganos o sistemas del
cuerpo humano. Otro ejemplo sería la sangre; en diversas
situaciones perdemos una cantidad importante de sangre y
desarrollamos anemia, es decir, una disminución de los glóbulos rojos de la sangre. Si la causa que lo provocó desaparece, somos capaces en un intervalo corto de tiempo de volver a formar nuevos glóbulos rojos. Las células que pueden
realizar dicha acción se encuentran en la médula ósea.
Lamentablemente, en el caso del corazón es diferente. Hasta hace unos años se pensaba que éste era un
órgano incapaz de regenerarse, es decir, que ninguna
célula del organismo fuera del período embrionario es
capaz de crear una célula cardíaca. Se pensaba que nacíamos con un número constante de células en el corazón y
que ante la pérdida, eran irreemplazables. Así, tras enfermedades como el infarto agudo de miocardio, en las que
existe una pérdida importante de las células cardíacas,
éstas son sustituidas por una cicatriz que es incapaz de volver a funcionar y, por tanto, esa zona afectada no se recupera. Sin embargo, estudios científicos recientes demuestran que el corazón tiene una capacidad, aunque muy
limitada, de regeneración, o bien mediante células madre
que residen en el mismo corazón, o bien por medio de las
células madre de otras localizaciones que migran hacia la
zona dañada del corazón e intentan regenerarlo. A partir
de este descubrimiento, científicos de todo el mundo han
centrado sus investigaciones en descubrir de dónde vienen esas células y cómo podemos obtenerlas para conseguir una reparación global del corazón, es decir, éste fue el
comienzo de una nueva línea de tratamiento: la terapia de
regeneración cardíaca.
Las células madre
El cuerpo humano es el producto de la unión entre dos células: un óvulo y un espermatozoide. Ambas células fusionan
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libro de la salud cardiovascular
Figura 1. Corazón que ha sufrido un infarto agudo
de miocardio
células que denominamos células madre adultas, las cuales
cumplen la definición de célula madre; sin embargo, están
algo más dirigidas, ya que no pueden transformarse en cualquier clase de célula madura sino que sólo pueden dar lugar
a cierto tipo de tejidos. Estas células madre adultas tienen la
gran ventaja de no provocar rechazo ya que al ser del mismo
organismo no son reconocidas como células extrañas.
Dónde encontrar las células madre
A
B
A: Corte transversal de un corazón que ha sufrido un infarto agudo
de miocardio. La zona entre las marcas está adelgazada y es muy
diferente del resto del tejido normal. B: Corte histológico del corazón
en el borde de un infarto de miocardio. En la zona superior izquierda
se observa el tejido de un corazón normal; en verde brillante
(flechas) se representa el tejido cardíaco normal. En el panel inferior
derecho se observa la ausencia de células cardíacas normales, lo que
constituye una cicatriz.
Fuente: elaboración propia, basado en Beltrami et al. «Adult cardiac
stem cells are multipotent and support myocardial regeneration».
Cell 114, núm. 6 (2003): 658-659.
su material genético formando una única célula que da
comienzo a una nueva vida. Inmediatamente después de
la fusión de ambas células empieza una división celular.
Gracias a la capacidad de estas células de poder dividirse
y formar otras, así como de ir evolucionando hasta generar un célula madura que pueda formar parte de un tejido
(diferenciarse), se van formando los diferentes órganos
que componen un individuo adulto. Estas dos características son las que definen principalmente a una célula madre.
Así, por ejemplo, una célula madre que se haya convertido
en una célula cardíaca (un cardiomiocito) debe adquirir el
aspecto normal de dichas células y ser capaz de contraerse
y bombear la sangre, que es la función fundamental del
corazón.
Existen dos tipos fundamentales de células madre:
las embrionarias y las adultas. Las células madre que acabamos de describir constituyen las células madre embrionarias y sólo las podemos encontrar durante el período de
gestación. Estas células tienen una característica esencial:
son células que pueden formar cualquier tipo de tejido u
órgano del cuerpo. Una vez que estas células maduran, se
han formado todos los tejidos y nacemos, en condiciones
normales ya no existe esta clase de células en el organismo.
En el cuerpo humano adulto encontramos otro tipo de
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Las células madre embrionarias sólo se encuentran mientras se está formando el embrión. Actualmente, la utilización de células madre embrionarias para el tratamiento
de las enfermedades del corazón está limitada por varias
razones. En primer lugar, por motivos éticos y legislativos.
En algunos países, el empleo de embriones para la investigación está prohibido por ley. En segundo lugar, existe el
riesgo de que al ser administradas en el corazón, al tratarse
de células muy inmaduras, tengan un crecimiento incontrolado y formen tumores (teratomas cardíacos). En tercer
lugar, al ser un trasplante de células de otro organismo, se
necesita la administración de un tratamiento que debilite el sistema inmune (inmunosupresor) para evitar que
el organismo receptor genere una reacción inmune de
rechazo. Muy recientemente ha surgido una línea de investigación que consiste en obtener, mediante manipulación
genética, células embrionarias a partir de células adultas,
evitando así la necesidad de manipular embriones. Estos
experimentos, aunque muy esperanzadores, están en su
primera fase, por lo que tendremos que esperar años hasta
poder estudiar sus aplicaciones en humanos.
El segundo tipo de células madre son las células
madre adultas. Estas células forman parte de múltiples
tejidos en el ser humano maduro, como la médula ósea,
la piel, el cerebro, el músculo esquelético y la sangre. Una
de las grandes ventajas del uso de esta clase de células es
que la posibilidad de rechazo es inexistente debido a que
se utilizan células del propio cuerpo.
Hasta la fecha, el tratamiento con células madre se ha
centrado fundamentalmente en dos líneas: por un lado, en
regenerar células cardíacas (cardiomiocitos) tras un infarto
agudo de miocardio y, por otro, en la creación de nuevos
vasos sanguíneos que lleven sangre a territorios del corazón
para compensar aquellas arterias que se han ocluido. Para
ello se han utilizado diferentes tipos celulares de diverso
origen, como las células madre procedentes de la médula
ósea, los mioblastos del músculo esquelético, las células
madre del tejido graso y las células madre cardíacas.
Utilidad de las celulas progenitoras en la cardiopatía isquémica
Células madre derivadas de la médula ósea
La médula ósea es un órgano que se localiza en el interior
de los huesos y en el cual existen diferentes tipos de células, la mayoría encargadas de regenerar los componentes
normales de la sangre. Intensas investigaciones en el laboratorio han llegado a la conclusión de que en la médula
ósea también se encuentran células madre capaces de
reparar y/o formar nuevos vasos sanguíneos, y un determinado tipo celular podría incluso formar una célula cardíaca
adulta. Así, estas células se han empleado ampliamente en
diversos estudios.
Figura 2. Características fundamentales de
las células madre
A. PROLIFERACIÓN
Mioblastos del músculo esquelético
Los mioblastos son células que se encuentran en el músculo
esquelético, es decir, el músculo que rodea los huesos
y que mueve las diferentes partes del cuerpo. En condiciones normales se encargan de regenerar la pérdida de
células musculares. Las células del músculo esquelético
presentan ciertas similitudes con las células del corazón.
La semejanza fundamental radica en que ambos tipos de
células tienen la capacidad de contraerse y en esto se basaron los investigadores para tratar las cicatrices en el corazón mediante la inyección de este tipo de células.
Células madre del tejido graso
Se ha descubierto que en el tejido graso existen células madre capaces de transformarse en células cardíacas y en células que forman vasos sanguíneos. Tienen
como principal ventaja su fácil obtención mediante una
liposucción.
Células madre cardíacas
Recientemente se han descubierto células madre en el
propio corazón. Estas células son muy escasas y se desconoce su origen. Algunos investigadores creen que provienen de otros órganos del cuerpo y que han migrado al
corazón; otros autores piensan que son células que siempre han estado en el corazón desde su creación durante
la gestación. La investigación con este tipo de células está
todavía en las primeras fases debido a que son un tipo de
célula complejo de obtener.
Modos de administración de las células madre
para el tratamiento de enfermedades cardíacas
Existen varios métodos de administración de las células
madre: de forma intravenosa, durante una operación de
corazón o mediante un cateterismo. A continuación se
B. DIFERENCIACIÓN
A: Proliferación: capacidad de dividirse y formar nuevas células idén­
ticas. B: Diferenciación: capacidad de evolucionar y cambiar hasta
formar una célula madura.
explican más detalladamente las diferentes modalidades
de administración:
• Vía intravenosa: es el método más sencillo. Las
células madre se administran a través de una
vena del brazo como cualquier fármaco intravenoso convencional. La gran desventaja de este
método es que la gran mayoría de las células que
se administran se va quedando en otros lugares
y sólo unas pocas llegan al corazón.
• La vía quirúrgica: en aquellos pacientes que tengan que someterse a una cirugía cardíaca, se
puede aprovechar el acto quirúrgico para inyectar las células directamente con una aguja en la
zona que se desee tratar. La gran ventaja consiste
en que se visualiza perfectamente la zona dañada
y se inyectan las células directamente en ella.
Otras formas de administración tienen en común
que se realizan mediante un cateterismo cardíaco, que
consiste en insertar un tubo o catéter a través de la arteria
femoral en la ingle y avanzarlo por la arteria aorta hasta
llegar al corazón. La gran ventaja de esta modalidad consiste en que no se precisa anestesia general, simplemente
se utiliza anestesia local en la zona de punción.
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Figura 3. Diferentes vías de administración de las células madre
Arteria
coronaria
Catéter
LAD= Coronaria
descendente
anterior
Intravenosa
Intracoronaria
A
Quirúrgica
B
C. 2
C. 1
A) Vía intravenosa y vía intracoronaria. B) Vía quirúrgica. C) Vía transendocárdica: C.1) catéter para la inyección de las células; posee en el extremo
distal una fina aguja (flecha); C.2) imagen radiológica que muestra la inyección de las células a un paciente con enfermedad cardíaca.
Fuente (figura A): Strauer B. E., y R. Kornowski «Stem cell Therapy in perspective». Circulation 107, núm. 7 (2003): 929-934.
• Vía intracoronaria: la administración de las células madre se realiza mediante un catéter que
llega desde la pierna (arteria femoral) hasta las
arterias del corazón (arterias coronarias) y que
permite administrar directamente las células en
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la coronaria que riega el territorio dañado. La
principal ventaja de esta vía de administración
es su fácil aplicación. Ésta ha sido la vía más utilizada para el tratamiento con células después del
infarto agudo de miocardio.
Utilidad de las celulas progenitoras en la cardiopatía isquémica
• Vía transendocárdica: en esta vía el procedimiento
se efectúa mediante la inserción de un catéter a
través de la arteria aorta hasta llegar directamente
al corazón (cavidad ventricular). En el extremo distal de este catéter se encuentra una aguja extensible mediante la cual se administran las células
directamente en el músculo cardíaco enfermo.
Conocimientos hasta la actualidad
En general, todos los estudios que se han llevado a cabo
con células madre para el tratamiento de las enfermedades
cardíacas han llegado a la misma conclusión: dicho tratamiento es seguro. Concretamente en el caso de la administración de células madre en los primeros días tras padecer
un infarto agudo de miocardio, las células más empleadas
han sido las procedentes de médula ósea y se han administrado básicamente de forma intracoronaria. En estos estudios realizados con un número moderado de pacientes se
ha demostrado que la administración de células madre
parece mejorar los parámetros de función cardíaca, aunque los beneficios obtenidos hasta ahora son modestos.
Por otro lado, en aquellos pacientes con una cicatriz en el
corazón debida a un infarto de miocardio antiguo, las células más utilizadas han sido los mioblastos, y la administración ha tenido lugar mayoritariamente durante la cirugía
cardíaca. En este tipo de situaciones, los estudios son escasos y con un número muy pequeño de pacientes. Por tanto,
por ahora no es posible llegar a conclusiones definitivas
con respecto a la eficacia del tratamiento. Por último, en el
caso del tratamiento con células madre para pacientes con
falta de riego por oclusión de las arterias del corazón, de
nuevo, los estudios que se han llevado a cabo son escasos
y muestran que la administración de células madre parece
mejorar los síntomas y la calidad de vida de los pacientes.
Consultas más frecuentes
¿Puede un paciente con enfermedad cardíaca tratarse con células
madre?
No toda enfermedad cardíaca puede tratarse con células madre.
Actualmente, este tratamiento está restringido a ciertas enfermedades cardíacas, siempre que no exista otra alternativa terapéutica más eficaz.
¿El tratamiento con células madre está disponible en cualquier
hospital?
No, sólo algunos hospitales en España pueden ofrecer dicho tratamiento, y dado que todavía no es un tratamiento estándar, los
pacientes únicamente pueden recibirlo si están incluidos en un
protocolo de investigación.
¿Es seguro el tratamiento con células madre? ¿Puede resultar
perjudicial?
Todos los estudios muestran que el tratamiento con células madre
es seguro y que no resulta perjudicial para el paciente. De esta
forma, tras la administración de las células, el enfermo puede
mejorar su situación o seguir igual, pero nunca empeorar.
¿Existe la posibilidad de rechazar las células?
La posibilidad de rechazo inmune es inexistente mientras se utilicen células procedentes del propio organismo, ya que nunca van
a ser reconocidas como extrañas. Así, no es necesario tomar medicamentos contra el rechazo de por vida.
¿Puede mejorar un paciente si se trata con células madre?
En este momento no se dispone de información definitiva de
que el tratamiento con células madre sea efectivo. Hasta la fecha
parece que podría serlo; sin embargo, la mejoría es pequeña y
sólo se observa con determinadas células y en grupos de pacientes concretos, por lo que se necesitan más investigaciones para
demostrarlo.
Glosario
Anemia: enfermedad de la sangre que se debe a una alteración
de la composición sanguínea. Está determinada por una disminución del número de eritrocitos que condiciona una concentración
baja de hemoglobina.
Arterias coronarias: arterias que llevan la sangre al corazón.
Catéter: tubo delgado y flexible que se introduce dentro de los
vasos sanguíneos para realizar pruebas diagnósticas y terapéuticas. Para que su introducción en la corriente sanguínea no sea
dolorosa se aplica anestesia local.
Célula madre: célula capaz de dividirse y transformarse en otras
células.
Infarto de miocardio: muerte de una parte del corazón debido a
que no le llega sangre. Se produce por la obstrucción total de una
arteria del corazón por un coágulo.
Inmunosupresor: tratamiento que se administra para debilitar el
sistema inmunológico y evitar el rechazo inmunológico.
Liposucción: operación que consiste en la extracción de la grasa.
Rechazo inmunológico: reacción del sistema inmune de un
paciente contra un órgano trasplantado que proviene de otro
paciente.
Regeneración: capacidad de un órgano para repararse.
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Bibliografía
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http://www.texasheartinstitute.org/Research/StemCellCenter_
Esp/Informacion_basica.cfm. (Fecha de consulta: 28/11/08.)
Zipes, D. P., P. Libby, R. O. Bonow, y E. Braunwald. Braunwald. Tratado de
cardiología. 7.ª ed. Barcelona: Elsevier España, 2006.
Resumen
• El tratamiento con células madre ofrece la oportunidad
de tratar enfermedades cardíacas que hasta la fecha
eran incurables. Sin embargo, aunque la idea es muy
prometedora, por el momento sólo puede afirmarse
que la administración de células madre al corazón es
segura y parece que podría ser efectiva.
• Las investigaciones realizadas son escasas, y se necesitan estudios más amplios para confirmar la eficacia de
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este tratamiento. Además, existen numerosas enfermedades, múltiples tipos de células madre y diferentes vías
de administración de las que desconocemos cuál sería
la más adecuada para cada tipo de paciente.
• Nos encontramos en los comienzos de una línea de
investigación muy prometedora en la que todavía
queda mucho por investigar y descubrir.