Adiós a los inmunosupresores (Introducción)

La Ingeniería de tejidos  (también llamada medicina regenerativa)  surge como  una nueva disciplina en el campo de la investigación abarcando amplios temas de la Biología, Química, Nanotecnología, medicina e Ingeniería Biomédica  para resolver problemas como pérdida de tejidos, extremidades o fallos funcionales de órganos.

Surge a partir de los años 80 como una rama de la bio-ingeniería en la que se cultivan células y se modifican genéticamente con la esperanza de mejorar o remplazar funciones biológicas.

Los seres que se ven involucrados en esta área del conocimiento son principalmente células que participan en el desarrollo de dispositivos permitiendo la estimulación o reparación del tejido u órgano dañado.

El objetivo fundamental de la ingeniería de tejidos es la creación de componentes que permitan al tejido biológico favorecer el crecimiento de las células para reparar o remplazar el tejido dañado. Desde hace una década se han creado sustancias que favorecen la división celular dentro de un laboratorio, estas sustancias están creadas a partir de materiales poliméricos.

Lo que esencialmente deben cumplir estos componentes son la bio-compatibilidad, que no presentes reacciones adversas, no tóxicos y que se degrade para formar un nuevo tejido. 

Los científicos están interesados en las propiedades de las células madre ya que son células que tienen la capacidad de transformarse en cualquier célula, lo que podría ser en un futuro una alternativa para tratar a pacientes que padezcan alguna enfermedad grave, ya se diabetes, cáncer, enfermedades auto-inmunes, o fallos en algún órgano.  ver figura 1


Figura 1.

(Taiga, Miyabi. Kato, Kazuto. サイエンスイラストレーション制作における協働プロセス : 『幹細胞ハンドブック』を事例に (Colaboración para crear ilustraciones científicas: Un estudio de caso de "Stem Cell" Manual) Figura 10. Recuperado de http://eprints.lib.hokudai.ac.jp/dspace/bitstream/2115/44525/1/JJSC8_004.pdf

En esta investigación se propone usar órganos artificiales como posible cura de enfermedades auto-inmunes y fallas renales, los últimos avances científicos proponen a las células madre como base experimental para lograr dicho objetivo.

El experto opina acerca de los órganos complejos (a partir de células madre)

Con el propósito de saber ¿qué son? y ¿para qué se usan las células madre?, se entrevisto el martes 19 de marzo del 2015 en la Universidad de las Américas Puebla a las 2:10 pm. al Dr. Victorino G. S. Alatriste experto en el tema, actualmente investigador y profesor de la BUAP y de la UDLAP, quien expresa su opinión sobre la aplicación de las células madre.

Entrevistador: Carlos Escalante Pedraza

1.¿Qué son las células madre?

Victorino G. S. Alatriste.- "Células que tienen una capacidad para transformarse en cualquier célula"

2.¿Cómo es posible programar células madre?

Victorino G. S. Alatriste.- "Por medio de factores químicos llamados neurotrofinas, hormonas y factores de señalización externos (calor, luz, electricidad, etc)"

3.¿Existen diferentes tipos?

Victorino G. S. Alatriste.- "No existen, es una progenitora"

4.¿Cómo pueden aportar las células madre para tratar enfermedades como el Alheimer, Parkinson o las distrofias musculares?

Victorino G. S. Alatriste.- "En este caso podrían ayudar a crear neurogénesis para tener nuevas células y remplazar las muertas en el caso del Alheimer y Parkinson y en la atrofia muscular para remplazar al musculo dañado"

5.¿Es posible generar órganos artificiales a partir de células madre?

Victorino G. S. Alatriste.- "Si"

6.¿Se pueden emplear células madre en una impresora en 3D?

Victorino G. S. Alatriste.- "No aún no se emplea de esta manera"

7.¿Cuál es la probabilidad de que un paciente genere rechazo de un órgano artificial creado con células madre?

Victorino G. S. Alatriste.- "Seria muy poco el rechazo puesto que seria un órgano creado para esa persona"

8.¿Cuáles son los riesgos que existen en la manipulación de células madre?

Victorino G. S. Alatriste.- "Los riegos que se dan son la mutación de órganos"

Es evidente que la manipulación de células madre será de gran utilidad en el futuro, ya que pueden ser empleadas en medicina regenerativa, inmunoterapia y terapia génica, a pesar de los grandes hallazgos que se han encontrado siguen existiendo limitaciones como el debate ético sobre las investigaciones que llevan el uso y destrucción de células embrionarias. 

Glosario

¿¡Crean un riñón!?

Actualmente existen noticia, foros, vídeos y documentos en Internet que hablan y asegurar la creación de órganos complejos como el riñón a partir de células madre, ¿pero es esto posible?, la respuesta es es "si" y "no" ¿porqué?.

Hasta el día de hoy no existe ningún experimento o alguna publicación que afirme que no sea posible, por el contrario existe una gran base de datos en libros, Internet revistas científicas, etc donde se puede encontrar información e incluso casos de pacientes en los que se les han implantados órganos artificiales creados a partir de células madre, como es el caso de Andemariam Teklesentbet Beyene, un eritreo que vive en Islandia, fue el primer caso exitoso en el mundo al que se le trasplantó una traquea creada a la medida.

Se ha demostrado que es posible crear órganos artificiales con tejidos vivo pero tiene aún limitaciones, ya que cada órgano es distinto y a consecuencia cumple una función distinta, dependiendo de la tarea que cumpla su complejidad varia, es por esta razón que entre más difícil sea la tarea de un órgano, cultivar células en un laboratorio que cumplan con la misma función se convierte en un reto para los científicos. 

Hasta la actualidad no se ha podido lograr crear órganos complejos al 100%, pero si existen prototipos que prometen ser una posible solución a este problema. En el 2011 (USA) Anthony Atala director de Wake Forest Institute for Regenerative Medicine, creó un un riñón artificial a partir de células madre , aunque aún se encuentra en estado de desarrollo. 

Pero ¿porqué se centran más los científicos en crear un riñón y no un corazón, o un hígado, o cualquier otro órgano complejo?. La respuesta a esta incógnita se indaga con los informes de la OMS (párrafo 8), la cual nos dice que el órgano con más demanda en el mundo es el riñón.

El siguiente reto que se ha propuesto Anthony es crear una impresora que sea capaz de reconstruir cualquier herida del cuerpo sin importar su gravedad, esto es algo que suena salido de una película de ciencia ficción pero se estudiando y desarrollando en la Universidad de Wake Forest (Carolina del norte) actualmente.

Los USA no han sido los únicos en desarrollar órganos artificiales, en 2013 científicos australianos dieron un brinco en la investigación desarrollando un riñón del tamaño de un feto de 5 semanas, la científica Melissa Litlle indicó "Hemos tenido que guiar a las células a través de todos los pasos que éstas normalmente adoptarían durante su desarrollo" al dar detalles del proceso de la investigación.

Al principio los científicos buscaban que las células madre produjeran un solo tipo de células pero durante el proceso de cultivo se dieron cuenta que podían cultivar dos tipos de células en lugar de uno, lo que logra un gran avance científico para futuras investigaciones.

En conclusión si es posible crear órganos artificiales complejos a partir de células madre, sin embargo las investigaciones modernas aún se encuentran desarrollando esta tecnología, aún no está al alcance de la población y para que pueda ser útil en los hospitales hacen falta una multitud de pruebas que demuestren su efectividad en seres humanos.

Órganos a la medida

Suena a ciencia ficción, sin embargo son nuevas propuestas que surgen ante las demandas de los trasplantes.

Diario en el mundo hay miles de personas que esperan un trasplante. ¿Y si pudieran fabricarlo? Esto es una de las grandes metas de la medicina regenerativa.

Cada día son más científicos los que aseguran que un futuro no muy lejano los trasplantes de órganos serán medicina del pasado y que el futuro se encuentra en las técnicas de impresión y cultivo de órganos.

A medida que los días pasan los laboratorios más avanzados del mundo se enfocan en desarrollan impresoras de órganos, riñones cultivados, bio-tinta etc, lo que marca una nueva era en la medicina regenerativa.

En EU, existen casos en los que se han implantado órganos huecos como lo son vísceras, vejigas y traqueas, a pesar de ello aplicar las mismas técnicas para órganos más complejos como un pulmón, o un corazón siguen siendo metas por alcanzar.

Investigaciones llevadas a cabo por la Universidad de Wake Forest (Carolina del Norte), estudian la posibilidad de usar células madre ya que estas pueden transformarse en especializadas.

Una exposición en TED fue llevada a cabo por el cirujano Anthony Atala en el que demuestra un experimento que aún se encuentra en fase inicial, pero que algún día podría convertirse en la respuesta para resolver el problema de la gran demanda que exige los trasplantes de órganos.

¿Las guerras, impulso de la medicina y tecnología?

Después de leer varios blogs de mis compañeros llegue a la conclusión de que la mayoría de sus temas se relacionaban con el mio de manera directa o indirecta, pero hay dos en especial que me hicieron pensar la conexión que existe entre el pasado y el presente de la ciencia, estos blogs son los de de Omar y Wanda.

El avance tecnológico de hoy en día 

Llega a ser tan rápido que muchas veces pasa por desapercibido ante nuestros ojos, ¿pero a qué? o a ¿quién le debemos tantos avances?, este es un tema que quizá sea cruel de mencionar, pero que es una realidad, y a pesar de ignorarlo gozamos del fruto de lo que tiene un antecedente que llega a ser inhumano en algunos casos.

La guerra es una época que trae consigo una etapa de desesperación, hambruna y muerte a la humanidad, pero también es la promotora de grandes avances tecnológicos y incluso medicinales.  

¿Sabias qué durante las dos guerras mundiales, las investigaciones realizadas por los científicos y médicos de la época trajeron consigo posiblemente los inicios de los mayores avances médicos y tecnológicos modernos?

En el campo de batalla es indispensable contar con el mayor número de tropas posible, por esta razón se invierten grandes cantidades dinero en el desarrollo de nuevas tecnologías.

Un ejemplo para explicar lo anterior es la ambulancia, estas surgieron durante la primera guerra mundial y permitieron trasladar a los heridos a los hospitales más cercanos. Es algo que se usa a diario, pero que se ignora su origen por la mayoría.

Otro caso que podemos mencionar es la famosa física, matemática y química Polaca Marie Curie, nacionalizada francesa, quien durante en la primera guerra mundial creó centros radiológicos de campaña, cerca de los frentes, para auxiliar a los cirujanos, pero es mayormente conocida por el desarrollo de unidades móviles de radiografías, conocidas como "petites Curie".

Un dato interesante se desarrolló poco antes de la guerra, en 1900 Kart Landerstain, biólogo austriaco, descubrió y clasificó los grupos sanguíneos, lo que despertó gran interés en la posibilidad de realizar transfusión sanguíneas, sin embargo esto aún era un proyecto que se encontraba lejos de ser realidad, debido a la incompatibilidad que se generaba entre los tipos sanguíneos

Esto fue un tema de gran interés para los científicos de la primera guerra mundial, pero no fue hasta 1943 cuando John Freeman Loutit y Patrick Mollison que introdujeron "ácido citrato dextrosa" para evitar la coagulación y poder transfundir sangre. 

Algo que es muy común en la vida cotidiana es el uso de animales (perros, cerdos, palomas, etc), para la militar o en la sociedad, se sabe que este tiene un origen que va desde las más antiguas civilizaciones del mundo, pero no fue hasta la primera guerra mundial que se adiestraron para usos específicos, ejemplo de esto es en la medicina, los perros se usaron como apoyo y método de transporte de medicamentos para atender a los heridos, o a las palomas para detectar gases venenosos durante la excavación de cuevas.

(Bibliothèque Nationale de France)

Poco años después de acabar la primera guerra mundial y dando inicio a la segunda los avances en la tecnología y la medicina florecieron con gran velocidad en comparación de la primera, sin embargo los orígenes de estos descubrimientos e inventos se basaron en experimentos que costaron la vida de millones de personas.

Ya mencionamos que las guerras propician el avance tecnológico y que los países involucrados en ellas invierten grandes cantidades de dinero, pero algo relevante que no hemos mencionado es la competencia que existe entre ellos para generar primero la misma tecnología, por ejemplo.

¿Sabias qué? un avance que se usa diario por millones de personas es la computadora, esta fue creada por los ingleses y su propósito consistió en descifrar los mensajes codificados de los alemanes durante la segunda guerra mundial. 

Es importante mencionar que durante la segunda guerra mundial Alemania se encontraba como uno de los países mas tecnológicamente avanzados en el mundo, (lo que generó envidia por parte de los demás países) y con la subida de Hitler al poder surgieron nuevos progresos en la ciencia. 

Durante la Alemania Nazi de Hitler, se realizó una campaña el cual tenia como objetivo la construcción de un vehículo barato que se encontrara al alcance del pueblo alemán y que pudiera competir contra modelos franceses e ingleses, el resultado de los ingenieros alemanes fue la creación del famoso "Kdf-Wagen" (Kraft durch Freude: ‘fuerza a través de la alegría’) mejor conocido como "Vocho", algo que en la actualidad se sigue usando por miles de personas y que sirvió como campaña para el auge del tercer reich.

Durante la segunda guerra mundial Alemania se encontraba como uno de los países mas tecnológicamente avanzados en el mundo y con la subida de Hitler al poder surgieron nuevos progresos en la ciencia. 

Por el lado asiático Japón desarrollo durante la guerra el avión más veloz el cual alcanzaba una velocidad máxima de 540 Km/h, a comparación del Wildcat americano que solo alcanzaban 463 Km/h.

Gran parte de los objetos que usamos cotidianamente deben su origen a los avances que se llevaron a cabo con fines militares,sin embargo esta claro que la guerra es cruel y trae consigo muerte y actos genocidio, es un tema muy polémico y no existe una respuesta firme para argumentar si las guerras son buenas o malas.

Actualmente gozamos de los frutos de la ciencia, sin embargo siempre existirá una telón que nos oculte lo que se encuentra detrás del escenario, hoy en día podemos darnos cuenta de esto, tomando como ejemplo a los Estados Unidos, ya que son el país número uno en el mundo en contar con la mayor inversión de gasto militares y siendo uno de los principales países en generar el desarrollo de nuevas tecnologías para el ámbito humano.  

Fuentes Bibliográficas:  (línk)

¿Adiós a las transfusiones?

Alguna vez te preguntaste ¿Podemos fabricar sangre artificial?

Cada día la demanda del banco de sangre aumenta y la única manera de conseguir sangre para alguien que lo necesite  es a través de un donante, sin embargo siempre existe el riesgo de contraer enfermedades como el SIDA o la Hepatitis.

¿Cuál es la solución entonces?

Uno de los mayores retos que ha enfrentado la ciencia moderna es la de sintetizar sangre artificial. En Japón el investigador Koji Eto, miembro prestigioso del Centro de Investigación de Kioto, cree que la producción de sangre cubrirá la escasez de donaciones sanguíneas en los hospitales de todo el mundo en una década.

Señaló que a pesar de conocerse la teoría de la investigación, actualmente los sistemas de cultivo no son capaces de tener una mayor producción, además añade que la cantidad de recursos para generar las plaquetas a partir de células de piel sigue siendo insuficiente. 

Japón no ha sido el único que ha invertido en este campo, varios científicos alrededor del mundo ya han iniciado sus estudios en el tema, en Canadá el investigador Thomas M.S Chang, miembro de la facultad de medicina de la Universidad de Montreal, Quebec, ha desarrollado células rojas artificiales que cumple tres funciones indispensables, el transporte de oxígeno, el transporte de dióxido de carbono y también algunas funciones antioxidantes, aunque aún se encuentra en estado experimental.

¿Por qué actualmente no se producción en masa?, La sangre sintética además de cumplir las funciones ya mencionadas tiene otras tareas, los científicos centraron su atención en simular las propiedades de la hemoglobina dejando a aún lado otros factores importantes como la coagulación, distribución de nutrientes, hormonas y la capacidad de tener reacciones inmunes contra microorganismos extraños.

En Marzo de 2009 la BBC sacó a la luz un proyecto iniciado en Reino Unido, en la cual informa que investigadores británicos, en asociación con el gobierno de Irlanda recibieron autorización para experimentar el uso de sangre artificial en embriones humanos -sobrantes de casos de fecundación en vitro-, el propósito de este proyecto está centrado en el desarrollo de la sangre O- ,siendo este el tipo de donante universal no existiría riegos de rechazo cuando se desconoce el tipo de sangre del paciente.

Los científicos tienen como objetivo lograr convertir las células embrionarias en glóbulos rojos para transfusiones de urgencia, según los expertos la ventaja que presentaría es evitar contraer enfermedades como el virus del sida o la hepatitis.

El frente del proyecto esta liderado por el profesor Marc Turner, miembro de la universidad de Edimburgo con una inversión de alrededor de 3 millones de euros.

Turner informó en The Telegraph "A pesar de que investigaciones similares se han llevado en otros lugares, esta es la primera vez que alguien fabrica sangre de manera apropiada en estándares de calidad y seguridad para la transfusión en humanos"

Polémicas

Existen varias posturas en contra de la creación de sangre artificial esto asegura Ruha Benjamin, socióloga investigadora de la Universidad de Boston, asegura que la creación de sangre artificial creará una serie de dilemas éticos y socioeconómicos, ya que marcará diferencias raciales y económicos por las limitaciones que implicaría, esto según información publicada por fundación UNAM.

Otras fuentes rechazan obtener células madre en base de embriones humanos, ya que dicen, que no es ético.