Transplantes: Cultivar órganos humanos en cerdos

Según varios científicos y publicaciones en revistas especializadas, cada vez estamos más cerca del trasplante de órganos, tejidos o células provenientes de animales a humanos. Así, los últimos avances en el área de la medicina regenerativa y células madre apuntan a los cerdos como "semilleros" de nuevos órganos.

El xenotrasplante, la utilización de órganos animales modificados genéticamente, vuelve como la última esperanza para acabar con las listas de espera para trasplantes.

Hay dos estudios muy conocidos que actualmente se van desarrollando y logrando avances muy importantes en este campo. Avances que encaminan hacia la fabricación de órganos humanos "a la carta", donde el cerdo es una especie de incubadora.

Transplantes

Una de las investigaciones está liderada por el bioquímico español Juan Carlos Izpisúa del Instituto Salk en La Jolla (California) quienes descubrieron un nuevo tipo de célula madre capaz de integrarse en un embrión animal y generar tejidos a la medida de cada paciente.

La otra investigación está a cargo de Hiromitsu Nakauchi, profesor en las Universidades de Tokio y Stanford (EEUU), que comenzará a realizar en agosto una serie de experimentos para desarrollar dentro de cerdos órganos humanos, cuyas células puedan usarse después para trasplantar a personas.

Primer gran paso

Un grupo de investigadores españoles de cuatro instituciones diferentes retomó la esencia de esa vieja idea tan prometedora en los años 90 (xenotrasplante), pero mejorada con las últimas técnicas de medicina regenerativa y células madre.

Los científicos, liderados por Juan Carlos Izpisúa, del Instituto Salk en La Jolla (California), combinaron ambas estrategias para fabricar órganos humanos "a la carta" a partir de las células del propio paciente. En lugar de hacerlas crecer en el laboratorio, los investigadores las introducen en un embrión de animal, por ejemplo de cerdo, para que el páncreas, el hígado o el tejido que se quiera generar crezca como si fuera suyo. De alguna manera, el cerdo se convierte en una especie de incubadora del órgano humano, señala el portal Abc.

El equipo de Izpisúa aún no consiguió materializar esta idea tan provocadora, pero dio el primer paso para hacerlo en un futuro cercano.

Un equipo de científicos ha desarrollado el primer "método fiable" capaz de integrar células madre humanas en un embrión animal y generar las células a partir de las que se forman los órganos del cuerpo, lo que supone superar un importante obstáculo para en un futuro lograr órganos para ser trasplantados.

En concreto, los investigadores identificaron unas condiciones de cultivo que permiten el desarrollo de un nuevo tipo especial de célula madre, con una gran capacidad de proliferación y que, modificada con una serie de factores de crecimiento, se puede implantar en un embrión de otra especie -en este caso ratón-, acoplarse y desarrollar una estructura humana en este embrión.

La revista "Nature" publicó el hallazgo de un nuevo tipo de célula madre con capacidad para convertirse en cualquier tejido humano (neuronas, cartílago, células cardiacas, de páncreas, renales) y que, además, se integra en un embrión animal.

Con este paso, se supera un obstáculo insalvable hasta ahora para conseguir la generación de órganos de reemplazo en humanos.

Las nuevas células madre fueron bautizadas como rsPSC (células orientadas en el espacio, en su acrónimo inglés) y son una variedad de las iPS, las ideadas por el premio nobel de medicina Shinya Yamanaka en 2006. Como estas últimas, las nuevas células son tan maleables como las embrionarias y éticamente irreprochables.

Para obtenerlas basta con partir de una muestra de piel o un simple cabello. Después, con medios de cultivo se devuelven a un estadio primitivo para convertirlas en los tejidos que se deseen formar. Sin embargo, sólo las células orientadas en el espacio crecerían en una especie ajena.

Quimera humano-ratón

De momento, el Instituto Salk, en colaboración con el Clínic de Barcelona, la Clínica Cemtro de Madrid y la Universidad Católica de Murcia, consiguieron crear una quimera humano-ratón, una combinación de células a partir de las dos especies.

Y con ello demostraron que su hipótesis de partida no es ciencia-ficción.

El siguiente paso será comprobar que es posible generar tejidos sencillos humanos en ratón y, después, intentarlo en cerdos, los mejores candidatos para albergar nuestros órganos.

La estrategia de Izpisúa no es la primera que utiliza células madre pluripotentes para generar órganos humanos, pero sí la única que utiliza otra especie para desarrollarlos e incubarlos.

¿Por qué volver a los xenotrasplantes?

"Porque intentarlo en una placa de cultivo de un laboratorio es hacerlo en un medio artificial y totalmente ajeno. Creemos que es más adecuado para un futuro trasplante, que las células se incorporen a embriones en desarrollo para que de forma natural se desarrolle y forme órganos y tejidos a partir de las células humanas insertadas", explica Juan Carlos Izpisúa a Abc.

De un cabello, un corazón

El científico va más allá y asegura que, en un futuro, se podría partir de una muestra de piel del candidato a trasplante, obtener las células rsPSC, "modificar su genoma para eliminar una enfermedad, si fuera preciso" e incorporar las células del paciente en un embrión de animal.

Por ejemplo, si el candidato necesitara un nuevo corazón. Se introducirían las células del paciente en un embrión de cerdo, al que previamente se le habrían quitado los genes responsables de ese órgano para bloquear su crecimiento. Así al insertar las células humanas, rellenarían el hueco que no puedan llenar las células porcinas y sólo crecería el corazón humano.

En teoría, crecería un órgano cien por cien humano y no provocaría rechazo en el paciente, aunque todo esto aún se debe demostrar al igual que la seguridad de la técnica. Izpisúa cree que se podrían usar animales inmunodeprimidos o que carezcan de sistema inmunológico para evitar cualquier atisbo de rechazo.

Primero, un páncreas

En esta carrera aún queda un largo camino por recorrer. Josep Maria Campistol, director médico del Clínic de Barcelona y coautor del estudio, adelanta que el primer órgano que se intentará desarrollar será un páncreas. "No sólo porque sería una promesa para miles de diabéticos, sino porque es uno de los órganos más sencillos para empezar". De hecho, en el laboratorio del Salk, ya se generó un páncreas de rata en ratón.

También se probará con ligamentos, tendones y huesos que pueden ayudar a tratar numerosas enfermedades osteoarticulares y tejidos oculares, como la córnea o la retina. El hígado o el corazón, más complejos, llegarán después.

Granjas para trasplante

La técnica es "muy esperanzadora para eliminar las listas de espera para trasplante", afirma Xabier López Aranguren, investigador del CIMA de la Universidad de Navarra. López Aranguren, que también trabaja en la generación de órganos entre diferentes especies, opina que esta nueva investigación "es un paso importante, aunque aún falta tiempo para generar órganos humanos en cerdos y poder xenotrasplantarlos".

Cuando llegue ese tiempo se puede imaginar un futuro en el que se cuente con granjas de animales para trasplante.

"Podría darse el caso en el que un paciente necesitase con urgencia un órgano y no diese tiempo para generar las iPS del propio enfermo, inyectarlas en un blastocisto de cerdo, esperar a que nazca, crezca. En ese caso se podrían tener cerdos con órganos generados a partir de iPS de diferentes personas y elegir el órgano derivado de una persona que fuera lo más compatible posible con el paciente (lo mismo que se hace ahora con donantes humanos y existiría el mismo riesgo de rechazo que el que existe ahora). Lo ideal lógicamente es hacerlo del propio paciente, pero tal vez no siempre sea posible.

El problema del rechazo vendrá si el órgano no es 100 por ciento humano", aventura López Aranguren.

Es el primer paso necesario para hacer realidad la medicina regenerativa y que a partir de las células de un paciente se consigan injertos listos para trasplantes y tratamientos para enfermedades que hoy no tienen solución.

El profesor Hiromitsu Nakauchi realiza experimentos similares a los de  Izpisúa. Nakauchi comenzará a realizar en agosto una serie de experimentos para desarrollar dentro de cerdos órganos humanos, cuyas células puedan usarse después para trasplantar a personas, informó el diario Nikkei.

Nakauchi, profesor en las universidades de Tokio y Stanford (EEUU), realizará las pruebas este verano en el campus californiano con la idea de poder usar los hallazgos en medicina regenerativa en los próximos 5 a 10 años.

Su laboratorio empleará células pluripotentes inducidas (iPS), que tienen capacidad para convertirse en cualquier tipo de tejido, para generar los órganos.

El primer paso es inocular células iPS humanas que fueron programadas para crear, por ejemplo, tejido pancreático, en embriones de cerdo que fueron modificados para carecer, en este caso, de páncreas.

El embrión se implantaría después en una hembra de cerdo y el resultado que se espera es que la cría nazca con un páncreas humano gracias a las iPS.

Logros

Nakauchi ya logró que un cerdo programado para no tener páncreas naciera con uno, aunque éste fue generado a partir de células iPS porcinas.

Según el científico nipón, está técnica no se emplearía para realizar trasplantes completos de páncreas, sino para el trasplante de células de islotes pancreáticos, una técnica más sencilla que se emplea actualmente en pacientes diabéticos.

Una vez trasplantadas, estas isletas pueden comenzar a producir insulina, responsable de regular el nivel de azúcar en sangre.

Estas investigaciones son uno de los santos griales de la investigación médica: la capacidad de reproducir un órgano humano que sea genéticamente idéntico al de la persona que lo necesita. Podría significar el fin de las listas de espera de los donantes y el fin de los problemas de rechazo del órgano.

Pero hay muchos obstáculos potenciales por delante. El primero es que los cerdos y los humanos están lejanamente emparentados. Una cosa es lograr que crezca un páncreas de cerdo negro dentro de un cerdo blanco, y otra muy distinta conseguir que un páncreas humano haga lo mismo. Pero caben pocas dudas de que esta línea de investigación está llamada a chocar con obstáculos éticos y legales a no mucho tardar. El otro problema es conseguir su aprobación.

Cualquiera que sea el debate ético, para los cientos de miles de personas alrededor del mundo que esperan un nuevo riñón o hígado, la posibilidad de que se pueda hacer uno a la orden es una idea, por lo menos, asombrosa.

GRAN OPCIÓN

Es conocido hoy, que por su similitud con el hombre, pueden usarse varias partes del organismo del cerdo en la medicina humana. Desde el suministro de substancias vitales a la vida del hombre, hasta la donación de órganos, el cerdo es la gran opción de la medicina para aumentar la sobrevivencia de las personas.

INVESTIGACIÓN BIOMÉDICA

Muchas similitudes entre cerdos y humanos

Redacción Central

Los cerdos y los humanos tienen mucho en común. Es más, "existen más similitudes entre los cerdos y los humanos que entre las ratas y los ratones", afirma Alan Archibald, genetista de la Universidad de Edimburgo (Escocia) y uno de los autores del estudio que publicó la revista "Nature" (en 2012) en el que presentaron la secuenciación del genoma del cerdo.

El interior porcino y el humano tienen paralelismos. La distribución de la sangre por la arteria coronaria es casi idéntica entre cerdos y hombres, la piel tiene una estructura similar, el desarrollo embrionario durante los primeros meses es muy parecido. La genética entre estos animales y los humanos también tiene muchos puntos en común, tal y como se puso de manifiesto en 2012 con la primera secuenciación del genoma de una especie porcina.

Este informe se completó con un análisis paralelo que realizó un grupo de científicos chinos del centro de investigación GigaScience, en Shenzhen. Ellos descubrieron el  ADN del "mini cerdo", un puerco con algunas diferencias con las especies europeas. Como su nombre indica, su tamaño es menor. Sin embargo, el resultado al comparar su  mapa genético con el de un humano es idéntico: "Las similitudes fisiológicas con el hombre se mantienen en niveles genéticos superiores al 84 por ciento", afirmaron los investigadores que desarrollaron el estudio, Yutao Duy y Shutang Fengnote.

Aplicaciones médicas

De hecho, son muchas las aplicaciones médicas que se generaron gracias al cerdo. Antes de su desarrollo sintético, la insulina se obtenía del páncreas porcino para el tratamiento de las personas diabéticas, lo mismo ocurría con la heparina (anticoagulante), generada en su mucosa intestinal, o con el surfactante, que del pulmón animal pasaba al cuerpo todavía sin desarrollar de los bebés prematuros para tratar su inmadurez pulmonar. Quizás el uso más conocido es el de las válvulas cardiacas porcinas, que desde hace décadas se vienen utilizando en cardiología como una alternativa más.

Diferencias

Entre las diferencias más llamativas entre los cerdos y humanos, destaca la gran capacidad olfativa que presentan los cerdos (incluso más desarrollado que el de los perros y ratones).// Los Tiempos (COM)

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