La degeneración macular es la principal enfermedad de la vista que hace perder la visión central debido a la muerte de los conos en la capa fotorreceptora de la retina. Los avances científicos en la investigación de la degeneración macular nos han dado una mejor comprensión de las causas de la enfermedad y una variedad de tratamientos que pueden ralentizar o detener los efectos que producen ceguera a causa de las hemorragias en la forma húmeda de la enfermedad. Hasta hace poco, sin embargo, no teníamos nada que ofrecer a los pacientes que ya habían perdido su visión por esta enfermedad. El nuevo campo de la medicina regenerativa y la terapia de células madre, en particular, ofrecen la esperanza de reemplazar las células de la retina que mueren en la degeneración macular y restaurar un cierto grado de visión de los pacientes.
Autor: Colin J. Barnstable, DPhil. Penn State Hershey Neuroscience Research Institute, Chair, Department of Neural and Behavioral Sciences, Penn State College of Medicine
¿Qué son las células madre?
Las células madre son células no especializadas que tienen dos propiedades específicas. Tienen la capacidad de seguir dividiéndose indefinidamente y son capaces de reemplazar o reparar todos los tejidos del cuerpo. Hay tres tipos de células madre.
Las células madre embrionarias (ESCs) se derivan de embriones en etapas muy tempranas de su desarrollo y estas células tienen la capacidad de convertirse en cualquier tipo de célula del cuerpo.
Hay una serie de células madre embrionarias y estamos tratando de entender si pueden ser utilizadas como injertos universales y qué propiedades hacen que algunas sean mejores que otras.
Hay dos problemas que ralentizan el progreso con estas células.
El primero es el debate ético y legal en torno a la producción de estas células. La mayoría provienen de los embriones sobrantes producidos por fertilización in vitro y que de otro modo serian desechados, pero hay un poderoso lobby que argumenta que el uso de estos embriones para este fin es inaceptable.
El otro problema en el uso de estas células es que, debido a que son tan inmaduras, el número de pasos necesarios para convertir una célula madre embrionaria en un tipo específico de célula completamente diferenciada son numerosos y actualmente fuera de nuestro alcance.
Las células madre adultas suelen limitarse a la formación de un tipo de célula o tejido. Debido a que son menos inmaduras que las células madre embrionarias, es más fácil que se conviertan en el tipo de célula necesaria.
Hasta hace poco se pensaba que el cerebro, incluyendo la retina, no tenía células madre y era incapaz de incorporar nuevas células como un mecanismo de reparación. Ahora sabemos que esto no es así, y que la reparación del sistema nervioso es muy posible. Las células madre adultas ya se utilizan en la práctica clínica.
Un uso común, y con éxito es en el trasplante de médula ósea. La médula ósea contiene células madre que pueden fabricar todos los tipos de células de la sangre. Aunque es un procedimiento relativamente rudimentario, demuestra el éxito y el valor de los trasplantes de las células madre.
Podemos extraer médula ósea de un individuo, pero no podemos donar muchos tejidos para aislar las células madre adultas. El problema con estas células es que provienen del tejido que necesita reparación. Si queremos células madre de la retina necesitamos obtenerlas de retina.
Las células madre pluripotentes inducidas (iPSCs) son células adultas que han sido reprogramadas como células madre, obligándolas a expresar genes de células madre. La gran ventaja de este procedimiento es que es posible tomar cualquier tejido, por ejemplo piel, de un paciente y producir células madre que a continuación podrían ser utilizadas para reparar tejidos específicos del mismo paciente.
El procedimiento actual utilizado en muchos laboratorios implica la obtención de células de un individuo y el uso de un virus, u otras herramientas de la biología molecular, e introducir sólo cuatro genes en esa celda. Son suficientes para convertirla de una célula de la piel a una célula primitiva o célula madre.
Lo que hace la investigación con células madre tan emocionante es que tiene como objetivo ser capaz de dirigir las células madre para formar cualquier tejido que se necesite.
Pacientes con ataques cardíacos podrían conseguir células madre para reparar el músculo cardíaco dañado; los pacientes con artritis podrían obtener células madre para reparar las articulaciones en lugar de necesitar un reemplazo quirúrgico y los pacientes con diabetes de Tipo I podrían obtener las células del páncreas productoras de insulina a partir de células madre.
Células madre y visión
La degeneración macular es un firme candidato para la terapia con células madre, porque la pérdida de la visión es causada por la pérdida de un solo tipo de células –los fotorreceptores de los conos sensibles a la luz–.
La investigación en varios países, incluyendo la investigación con el apoyo de MVRF, ha aislado células madre que pueden convertirse en células de la retina para su uso en este tipo de terapia.
El objetivo a largo plazo de esta investigación es ser capaz de instruir a estas células para convertirse en fotorreceptores de los conos y trasplantarlas en la retina donde se puedan conectar con el resto de los circuitos de la retina y restaurar la visión perdida.
Afortunadamente, la degeneración macular es una enfermedad que progresa lentamente. Esto significa que podemos anticipar un futuro en el que a un paciente se le diagnostica la enfermedad, proporciona piel o sangre para la producción de iPSCs, y al cabo de un tiempo vuelve a la clínica para que sus células madre fabricadas sean trasplantadas en la retina para restaurar la visión.
Entonces, ¿dónde estamos?
Hay varios obstáculos que superar antes de que la terapia con células madre pueda convertirse en un tratamiento acreditado para la degeneración macular. Los grupos de investigación de todo el mundo están trabajando activamente en cada uno de ellos. Los obstáculos incluyen:
- La obtención de una buena fuente de células madre. Por el momento, este es un proceso lento y necesita ser mejorado si alguna vez vamos a tener un banco de células disponibles para los pacientes. Debido a los problemas éticos y jurídicos con las células madre embrionarias, se está poniendo mucho esfuerzo en la generación de iPSCs a partir de tejidos adultos. Los tratamientos utilizados para obligar a las células adultas a convertirse en una célula madre tienen el potencial de convertir a la célula en una célula cancerígena, un riesgo que es inaceptable. Nuevos métodos de laboratorio para generar iPSCs están superando este problema y en los próximos años debemos ser capaces de generar células madre con mayor facilidad. Sabemos que podemos producir las células madre, sólo tenemos que hacerlo con más facilidad.
- Convertir las células madre en fotorreceptores. Este es probablemente el mayor obstáculo a superar. Todavía tenemos sólo unos pocos atisbos de las instrucciones moleculares que tiene una célula madre a lo largo de un camino de diferenciación para convertirse en un fotorreceptor. Hasta que podamos controlar este proceso, el uso de células madre para restaurar la visión no será útil. Sin embargo, el futuro no es sombrío. Una gran cantidad de investigaciones se están llevando a cabo para definir los pasos que las células madre deben pasan para que se conviertan en los fotorreceptores y para idear tratamientos que puedan imitar este proceso. Tanto en una placa de Petri como en animales de experimentación podemos conseguir que algunas células madre se convierten en el tipo celular deseado –el fotorreceptor cono–. A nuestro entender, lo qué está ocurriendo con estas células nos dara la capacidad para hacer que todas ellas se comportan de la manera que queramos.
- El trasplante de células madre. Se ha convertido en casi una rutina en los laboratorios inyectar fármacos y células madre en la retina. Décadas de procedimientos quirúrgicos cuidadosos en la retina quiere decir que los oftalmólogos tienen las herramientas y la experiencia para suministrar las células madre cuando están disponibles. La elaboración de cuántas células a trasplantar y dónde colocarlas exactamente necesitara experimentación, pero no debe haber ningún obstáculo para esta terapia.
- Restaurar la visión con células madre. El último obstáculo a superar es haber trasplantado fotorreceptores conos conectarlos en la retina y que transmitan señales de luz por la via correcta. En una retina enferma, como en cualquier herida, se desarrollan cicatrices tisulares y esto puede ser una barrera entre las células injertadas y la retina del anfitrión. El tratamiento de los ojos antes de que se forme una cicatriz, o encontrar maneras de eliminarla, será esencial antes de que los trasplantes de células madre se conviertan en una rutina.
- ¿Por qué mueren las células al principio? Volver a poner nuevas células en una retina enferma puede no servir si las condiciones que causaron la muerte de las células originales todavía están presentes. Tendremos que combinar los trasplantes de células madre con las terapias de protección que se están desarrollando para limitar daños adicionales en pacientes con degeneración macular.
¿A dónde vamos?
Nuevos hallazgos están apareciendo a un ritmo cada vez mayor. Cada mes las revistas científicas están publicando los nuevos avances en la producción y manipulación de células madre.
En un futuro próximo podremos esperar terapias con ensayos clínicos de células madre para la degeneración macular.
¿Funcionarán estos primeros ensayos perfectamente. Es casi seguro que no. Al igual que en todos los nuevos procedimientos veremos en primer lugar resultados mas bien modestos, y luego seremos capaces de mejorar hasta que tengamos una terapia que se pueda utilizar para cualquier persona que haya perdido la visión a causa de esta enfermedad.
Traduccion: DMAE
Imagen: Conos y Bastones
