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10 Junio 2019

Ingeniería tisular para órganos funcionales

El Francis Crick Institute de Inglaterra está desarrollando un proyecto de investigación que busca utilizar un revolucionario método correctivo para salvar la vida de pacientes pediátricos con malformaciones congénitas.

El trasplante de órganos se ha consolidado, en los últimos años, como el tratamiento de elección para todas aquellas enfermedades graves que conllevan el fracaso irreversible de un órgano.

Los éxitos alcanzados en trasplantes de corazón, riñón, hígado, pulmón, córnea, corazón, hueso, tubo digestivo, médula ósea y células endocrinas; y las mejoras que se han incorporado, pronostican para esta práctica un futuro en el que las limitaciones técnicas y científicas –todavía importantes- van a dejar paso a otras, especialmente vinculadas con la bioingeniería

A pesar de la fuerte cultura de donación implementada en diferentes países del mundo, las listas de espera para recibir un órgano de un donante siguen siendo extremadamente largas. Miles de pacientes siguen muriendo en este proceso de búsqueda y aquellos que tienen la suerte de recibir uno, deben tomar por vida inmunodepresores para evitar que su propio cuerpo rechace el órgano extraño.

Para evitar estos dos problemas, en los últimos años, la bioingeniería ha trabajado en la construcción de órganos in vitro para su trasplante in vivo, intentando imitar en laboratorio los procesos que intervienen en el desarrollo de una célula que permita su funcionamiento y con ello, poder hacer que un órgano artificial cumpla el mismo rol en el organismo que su contraparte natural. 

Los científicos del Francis Crick Institute de Inglaterra –prestigiosa institución que alberga a más de mil investigadores y colaboradores permanentes, entre ellos a varios Premios Nobel, considerados, en la actualidad, las mentes más brillantes del mundo- están desarrollando un innovador proyecto que busca crear un esófago artificial para niños con atresia esofágica, un defecto de nacimiento.

En los bebés que presentan este problema, el tubo de deglución tiene dos secciones separadas que no se conectan, lo que significa que el bebé no puede pasar alimentos de la boca al estómago y, en ocasiones, presenta dificultad para respirar.

Con frecuencia se presenta con otro defecto congénito: la fístula traqueoesofágica, que es una conexión anómala en uno o más lugares entre el esófago y la tráquea. Cuando esto sucede, el líquido que ingiere el bebé ingresa a los pulmones y puede causar neumonía y otros problemas respiratorio graves.

Los investigadores del Centro para el Control y la Prevención de Enfermedades (CDC) de Estados Unidos, estiman que, anualmente, solo en ese país la atresia esofágica afecta aproximadamente a uno de cada 4.300 embarazos.

El doctor Matías Garrido Flores –pediatra y profesor de embriología humana e investigador del Centro de Investigaciones Biomédicas de la Universidad de Valparaíso (UV)- se encuentra realizando un doctorado en el Francis Crick Institute de Inglaterra, gracias a una beca de cuatro años, donde se encuentra trabajando en el área de la salud infantil, específicamente en los campos de ingeniería tisular, medicina regenerativa y células madre, con miras a desarrollar órganos artificiales que puedan ayudar a superar ciertas enfermedades hoy consideradas mortales o altamente invalidantes.

A la fecha, la ciencia y la medicina no disponen de alternativas de tejidos funcionales para la mayoría de los pacientes afectados por ese tipo de enfermedades. De ser una condición 100% mortal, gracias a los avances en la técnica quirúrgica, el desarrollo de la anestesia pediátrica y los cuidados neonatales hoy se obtienen resultados muy favorables, convirtiéndose en el paradigma de la cirugía neonatal. Sin embargo, todavía existe cerca de un 10% de casos para los cuales aún no se encuentra una solución.

“Existen varias opciones que podrían considerarse para tratar este mal. La primera, es una prótesis, pero el problema es que los niños crecen demasiado rápido, por lo cual tendrían que cambiarla cada uno o dos meses; la segunda podría ser usar otros tejidos del cuerpo para reemplazar el órgano dañado, pero eso genera muchas secuelas a largo plazo. Lo mismo que la tercera opción: un trasplante de esófago”.

La mejor alternativa para estos casos, “y la más ambiciosa”, reconoce “es construir un esófago artificial usando células del mismo paciente, lo cual disminuiría enormemente las posibilidades de que se produzca rechazo al órgano nuevo”.

En esta opción está trabajando directamente el doctor Garrido, como parte de un equipo que busca crear un esófago artificial a través de la descelularización de un órgano donante, que fue sembrado con las células apropiadas.

“Para lograr este objetivo tenemos que hacer crecer las células madre en el laboratorio, se expanden y después se siembran en una matriz, la que puede ser artificial, sintética o biológica. Esa matriz vendría siendo el andamiaje para construir un nuevo órgano que después se implantaría de vuelta en el paciente”, explica el investigador de la Escuela de Medicina de la UV.

“En este momento mi tarea se enfoca en replicar esta estrategia en animales mayores, estando a cargo de las células epiteliales de la mucosa que revisten el esófago y de su posterior cirugía de implantación y seguimiento”. 

“Los desafíos son muchos, puesto que el esófago –si bien es un órgano de paso- no es tan simple como uno tendría a pensar. Sus células derivan de las tres capas embrionarias y, en especial, las células epiteliales son difíciles de mantener en el laboratorio. Adicionalmente, se debe lidiar con otros problemas que aún no han sido resueltos del todo, como la regeneración del sistema nervioso entérico y contar con adecuada vascularización para el injerto”.

“La idea es seguir investigando para que podamos cambiar la forma en cómo tratamos a nuestros niños. Siento que estoy en el lugar y en momento indicado. Es como estar jugando una final en el mejor equipo del mundo”, comentó el investigador de la UV.

Esta tecnología ya fue probada con éxito en ratones y el siguiente paso del proyecto es realizar el mismo proceso en cerdos antes de ser probado en humanos para plantear, a futuro, la posibilidad de crear órganos más complejos como hígado, riñón, pulmón y corazón.

Por Carolina Faraldo Portus

Mundo Médico

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