UN LARGO Y FASCINANTE VIAJE SOBRE LA INVESTIGACIÓN CON

LAS CÉLULAS MADRE

1

13 de Marzo de 20158:30 – 13:00 horas

Salón de Actos del Hospital Clínico UniversitarioVirgen de la Arrixaca.Ctra. Madrid-Cartagena. El Palmar, Murcia.

CÉLULAS MADRE: DEFINICIÓN Y FUENTESCarmen L García de Insausti

Facultativo especialista en Hematología. Servicio de Hematología. Hospital Clínico Universitario Virgen de la Arrixaca. Universidad de Murcia.

Las “stem cells”, células madre o células troncales se definen genéricamente como células indiferenciadas con capacidad de auto-renovación y de diferenciación hacia células progenitoras o precursoras de una o varios tipos celulares específicos. Las células madre se ubican en diferentes categorías de acuerdo a su capacidad para diferenciarse en otros tipos de células (potencialidad) y de acuerdo al estado de desarrollo del tejido del cual se originan (origen).De acuerdo a su potencialidad, las células madre pueden ser pluripotentes o multipotentes. Las células madre pluripotenciales son aquellas que tienen el potencial para dar origen a las células de las tres capas embrionarias (ectodermo, mesodermo y endodermo), incluyendo a las células germinales, pero no el potencial necesario para todos los tejidos extra-embrionarios. El ejemplo representativo es la masa de células internas del blastocisto, que es una estructura embrionaria que se forma 5 a 7 días después de la fecundación, antes de la implantación en el endometrio. Las células madre multipotenciales son aquellas que tienen el potencial genético para formar células restringidas en su origen a una capa embrionaria particular (ectodermo, mesodermo o endodermo). Se definen como células específicas de línea y usualmente se denominan de acuerdo al tejido de origen, ejemplo: células hematopoyéticas, endoteliales, hepáticas, mesenquimales de MO, de grasa, etc. Existen también células madre oligopotentes que son células capaces de originar dos o más líneas dentro de un tejido. Ejemplo, las células madre neurales que pueden dar origen a un subconjunto de neuronas en el cerebro.De acuerdo a su origen, las células madre pueden ser: Células madre embrionarias, se obtienen de la masa de células interna del blastocisto. Son células con capacidad de auto-renovación esencialmente ilimitada y pluripotencialidad para generar derivados de las tres capas germinales, que dan origen a todos los tipos de células adultas del organismo. Células madre adultas: se obtienen a partir de los tejidos del organismo (adulto, niño, feto, o recién nacido). También se conocen como Células Madre Somáticas. Son células que tienen una capacidad proliferativa y un potencial de diferenciación menor que el de las células embrionarias. En general son células multipotenciales u oligopotenciales presentes en la mayoría de los tejidos y órganos de los mamíferos, donde cumplen funciones críticas proporcionando los tipos de células maduras que requieren dichos tejidos a lo largo de la vida, bajo condiciones homeostáticas y patológicas. Ejemplos de ellas son: las células hematopoyéticas de la MO, las células mesenquimales presentes en diversos tejidos, las células endoteliales, neurales, intestinales, pancreáticas, hepáticas, etc.Células madre pluripotenciales inducidas, conocidas como iPS por sus siglas en inglés, son células producidas en el laboratorio por adición de genes específicos a células maduras. Cada una de estas fuentes tiene sus ventajas y desventajas al momento de considerar su posible aplicación en los ensayos experimentales y clínicos. De ello se tratará en las charlas.

2

ESTUDIOS PRECLÍNICOS: MODELOS ANIMALES

Jesús Talavera López

Profesor Titular. Departamento de Medicina y Cirugia AnimalFacultad De Veterinaria. Universidad De Murcia

Una parte muy importante de los avances científicos que se realizan en biomedicina se logran gracias a la experimentación animal. Los modelos animales son necesarios para reproducir enfermedades humanas y, de esa manera, poder adentrarnos en el conocimiento de las causas que las provocan y la fisiopatología implicada (qué es lo que hace fallar a un órgano y cómo se desarrolla ese fallo), pudiendo estudiar los mecanismos íntimos de las enfermedades (a nivel orgánico, metabólico, celular, molecular). Los aportes en el conocimiento mismo de las enfermedades sientan también las bases para el desarrollo de nuevas dianas terapéuticas (es decir, nuevas estrategias de tratamiento), a la vez que los modelos animales son también el escalón preclínico donde testar la supuesta eficacia de dichos tratamientos y evaluar sus mecanismos de acción y efectos indeseables, antes de plantear su posible aplicación en personas. Los modelos animales son igualmente importantes en otros muchos campos científicos directa o indirectamente relacionados con la biomedicina, tales como la farmacología, la toxicología, la aeronáutica, la bioquímica y un largo etcétera.Para tales fines se han desarrollado a lo largo de la historia (y continúan desarrollándose hoy día) múltiples modelos de enfermedad en muchas especies animales, desde especies con escaso desarrollo cerebral como el pez cebra o el calamar hasta modelos en distintas especies de primates, pasando por ratones, ratas, conejos, cabras, ovejas, cerdos, perros, gatos, etc. Cada especie ofrece distintas posibilidades en función de su similitud patológica o no a la especie humana o de los objetivos en sí de la investigación que pretenda llevarse a cabo.La experimentación animal es, por tanto, absolutamente necesaria y extremadamente útil. Sin embargo ha de realizarse siempre desde el máximo respeto por los animales y en cumplimiento de las diferentes normativas nacionales e internacionales que regulan todos los aspectos en torno a la experimentación animal, desde el personal que puede trabajar con ellos, las instalaciones, los distintos procedimientos que pueden realizarse, los métodos de sacrificio, etc. Un principio fundamental que es común a todos los reglamentos y que debe regir el día a día de cualquier investigación con animales es la llamada “Regla de las tres erres: reemplazo, reducción y refinamiento”. Se utilizarán siempre que sea posible, en lugar de un procedimiento, métodos o estrategias de ensayo científicamente satisfactorios que no conlleven la utilización de animales vivos (reemplazo). El número de animales utilizados se reducirá al mínimo siempre que ello no comprometa los objetivos del proyecto (reducción). Las actividades relacionadas con la cría, el alojamiento y los cuidados, así como los métodos utilizados en procedimientos, se refinarán tanto como sea posible para eliminar o reducir al mínimo cualquier posible dolor, sufrimiento, angustia o daño duradero a los animales (refinamiento).

3

ENSAYOS CLÍNICOS EN TERAPIA CELULAR. CIRUGÍA

Gregorio Castellanos Escrig

Profesor Titular. Facultad De Medicina. Universidad De Murcia.Servicio de Cirugía General y Aparato Digestivo. Hospital Clínico Universitario Virgen de la Arrixaca

Utilización de la membrana amniótica para la epitelización de grandes heridas.

IntroducciónLa piel es una barrera que protege de las agresiones, por lo que su integridad es una defensa natural. Cualquier traumatismo supone una agresión al organismo, de la que se derivan una lesión o un deterioro funcional. Se consideran lesiones traumáticas de partes blandas las que tienen una solución de continuidad (herida) en la piel, tejido celular subcutáneo, aponeurosis y/o músculo. Los síntomas tienen carácter local y se expresan por dolor, hemorragia y separación de bordes.

Evolución de las heridasLa cicatrización es el proceso biológico natural de regeneración de la dermis y la epidermis, que implica la actividad coordinada de las células inflamatorias, el tejido vascular y conectivo y de las células epiteliales; sobre un conjunto de materiales extracelulares (matriz extracelular) que contribuye a equilibrar dicho proceso.La mejor forma de cicatrizar una herida es cerrarla, tan rápido como sea posible . Sin embargo, este proceso está limitado a aquellas heridas que permiten la adaptación de los bordes para que el cierre ocurra por primera intención. En las heridas extensas y profundas, habitualmente el cierre primario no es posible, por lo que es necesario reemplazar o sustituir el tejido perdido, utilizando medidas locales hasta que la herida cicatrice por segunda intención.El cierre definitivo busca la curación total de la lesión gracias a la aproximación de sus bordes ya granulados, y al desarrollo de un epitelio resistente. Para este fin, se disponen de técnicas de reparación plástica, como los injertos dérmicos. De los sistemas de cierre al vacío con presión negativa tópica que aumentan el flujo sanguíneo local, reducen el edema, estimulan la formación del tejido de granulación y proliferación celular, eliminan los inhibidores solubles de la cicatrización, reducen la carga bacteriana y acercan los bordes entre sí. Y la cobertura de la herida con membrana amniótica humana por su habilidad para promover la epitelización, reducir la inflamación, y aumentar la cicatrización de la herida, además de servir como una matriz extracelular para la proliferación y diferenciación celular.

Membrana amniótica (MA)La MA o amnios es la capa más interna de la placenta. Está compuesta por un epitelio en contacto con el líquido amniótico, una membrana basal y una matriz extracelular de tejido conectivo sin vasos. De la

4

MA, se han logrado aislar células epiteliales y mesenquimales, ambas con características de células madre y potencialidad para diferenciarse en células de otros tejidos. Por su especial estructura, la MA es un valioso material para utilizarlo como matriz de soporte sobre la cual las células y los tejidos pueden crecer. Es un tejido de especial importancia como apósito biológico, con numerosas ventajas, debido a su estructura parecida a la piel, a sus propiedades biológicas y a sus características inmunológicas. Actúa como una barrera específica, reduce la pérdida de calor, líquidos y proteínas, tiene buena adherencia a la herida, es bacteriostática y reduce la incidencia de infección, tiene efecto analgésico, no produce reacciones inmunológicas, se adapta bien a las heridas, y permite una movilización temprana del paciente.

Obtención, procesamiento, congelación y descongelación de la MALa MA resulta un tejido de bajo costo, fácil obtención y de pocas connotaciones éticas, pues constituye un producto de desecho luego del alumbramiento de la madre. Tras su extracción, y bajo condiciones asépticas, se procede en el mismo quirófano, a su separación del resto de las estructuras placentarias. Una vez separada, se coloca en un frasco estéril que contiene una solución de suero fisiológico y antibióticos, y se traslada al laboratorio de Terapia Celular para su procesamiento. Se criopreserva a -80ºC por un tiempo mínimo de 90 días, y con posterioridad se deposita a un tanque de nitrógeno líquido, hasta que se requiera su utilización que será cuando se descongele y traslade al área quirúrgica para su aplicación sobre el tejido de granulación de la herida.

Justificación del estudioEn los últimos años ha habido un resurgimiento en el interés por el trasplante de MA debido a su habilidad para promover la epitelización, reducir la inflamación, aumentar la cicatrización de las heridas y servir como un apósito para la proliferación y diferenciación celular.En nuestra propia experiencia, con la aplicación de MA en heridas traumáticas complejas de partes blandas, el procedimiento resultó ser técnicamente factible y seguro, además de beneficioso. Por estas razones se inició un ensayo clínico para confirmar los datos positivos previamente obtenidos, intentar aportar una nueva estrategia al tratamiento de las heridas traumáticas que se detienen en la fase de epitelización, y aclarar algunos de los mecanismos que subyacen a sus efectos.

Mónica Rodríguez Valiente

Diplomada en enfermería. Unidad de TPH y Terapia Celular. Servicio de Hematología y HemoterapiaHospital Clínico Universitario Virgen de la Arrixaca

Aplicación de membrana amniótica en úlceras crónicas de pie diabético.

La complejidad de los pacientes con pie diabético dificulta la favorable resolución de las úlceras, precisando en muchas ocasiones ingresos hospitalarios por infecciones obligando incluso a la amputación del miembro afecto. La membrana amniótica (MA) presenta numerosas ventajas sobre otros apósitos biológicos y sintéticos, debido a su estructura particular parecida a la piel, a sus propiedades biológicas y a sus características inmunológicas.

5

Tras la obtención del consentimiento informado del paciente y la autorización por parte de la Agencia Española del Medicamento y Productos Sanitarios, se ha aplicado MA como tratamiento de uso compasivo en once pacientes con úlceras en pie diabético de mala evolución ante el fracaso de los tratamientos previamente recibidos. Estos pacientes presentaban las siguientes características: Pacientes con edad comprendida entre 16 y 80 años, con Diabetes Mellitus tipo I y II de larga evolución, polineuropatía, oftalmopatía, arteriopatía diabética y deformaciones en los pies. El tiempo medio de evolución de la lesión fue de 14 meses. Se aplicó una media de 7 MA sobre úlceras con un área media de 14 cm2. Durante un periodo medio de tratamiento de 100 días se obtuvo una epitelización media del 90%. No se detectó infección clínica ni aumento del área en ninguna lesión, tampoco se objetivó ningún acontecimiento adverso relacionado con la aplicación de la MA. Los resultados obtenidos muestran un positivo efecto de la MA hacia la cicatrización de ulceras crónicas, siendo un posible tratamiento alternativo, factible y seguro.

6

ENSAYOS CLINICOS EN TERAPIA CELULAR. ENFERMEDADES

DEGENERATIVASAna M. García Hernández

Facultativo especialista en Hematología. Unidad de TPH y Terapia Celular. Servicio de Hematología y Hemoterapia. Hospital Clínico Universitario Virgen de la Arrixaca

La investigación con células madre ha generado unas enormes expectativas en el desarrollo de nuevas terapias para muchas enfermedades graves. Mientras algunos tratamientos basados en células madre se han establecido como estándar en algunas condiciones, como el trasplante de células madre hematopoyéticas para el tratamiento de leucemias o el uso de células madre epiteliales para el tratamiento de quemados y malformaciones de la córnea, el campo potencial de las terapias con células madre se ha extendido ampliamente, debido a los recientes avances en la investigación con estas células.El objetivo de la terapia celular es restaurar o mejorar la función de órganos y tejidos dañados como consecuencia, entre otras, de las enfermedades degenerativas.Las enfermedades degenerativas (diabetes, isquemia vascular periférica, infarto de miocardio, artrosis, enfermedad de Alzheimer, enfermedad de Parkinson, esclerosis múltiple, esclerosis lateral amiotrófica, etc) constituyen uno de los principales problemas sanitarios de los países desarrollados. Se caracterizan por la alteración de tejidos y/o desaparición de ciertos tipos celulares, provocando una disfunción en distintos órganos. Normalmente tienen una evolución progresiva hacia el empeoramiento de sus síntomas y eso es debido a que de forma mantenida hay una pérdida de células que no se reponen.El tratamiento actual de este tipo de enfermedades se basa principalmente en tratamientos sintomáticos que no conducen a una reparación de las células o tejidos dañados.La terapia celular se plantea como una forma de reparar tejidos mediante la utilización de diferentes tipos celulares de diversa procedencia y fuente celular. Los tipos celulares comprenden células madre adultas, células transdiferenciadas (células derivadas de una célula diferenciada del mismo paciente que ejercen funciones celulares que antes no tenían), células madre de origen embrionario o células pluripotenciales inducidas (IPS - Induced Pluripotent Stem Cell); Pueden ser células autólogas (del propio paciente), alogénicas (de otro donante) o xenotrasplantadas (de una célula que no es humana); La fuente celular puede ser médula ósea, grasa, pulpa dental, sangre del cordón umbilical, membrana amniótica.Una vez caracterizado el tipo celular, en el laboratorio se lleva a cabo una investigación básica en animales para conocer mejor los mecanismos de acción de la terapia mediada por células (investigación preclínica). Posteriormente mediante un ensayo clínico (experimento reglado para uso terapéutico) y según las normas de buena práctica clínica y la legislación vigente, las células, consideradas medicamento desde el año 2004, son estudiadas en humanos para obtener datos definitivos de su seguridad y eficacia. Es obligado que las células sean obtenidas y manipuladas para su uso clínico en condiciones GMP (Good Manufactura Practice) en instalaciones acreditadas para ello (salas de producción celular).

7

Se trata por tanto de una investigación traslacional, que se define como la aplicación a la práctica clínica de los conocimientos básicos que se adquieren en el laboratorio de investigación con el objetivo de mejorar la asistencia médica: “Del laboratorio a la cabecera del enfermo” (“from bench to bedside”).El ensayo clínico es uno de los instrumentos más fiables y rigurosos para la generación de evidencia científica y, por tanto, para la generación de datos que se puedan traducir en recomendaciones clínicas. Nos proporciona un método controlado, objetivo y reproducible para medir los efectos de un medicamento en investigación, permitiéndonos así determinar su seguridad y/o su eficacia.En la charla se presentarán los ensayos clínicos de terapia celular del Hospital Clínico Universitario Virgen de la Arrixaca.

8

EL PODER ANTITUMORAL DE LAS CÉLULAS:

EL PERICITOSalvador Martínez Pérez

Profesor de Anatomía humana y Embriología. Laboratorio de Embriología experimental. Instituto Murciano de Investigación Biosanitaria. Departamento de Anatomía humana y Psicobiología.

Universidad de Murcia.

Para la identificación de nuevas dianas terapéuticas es importante conocer los procesos celulares implicados en el acondicionamiento del tejido pretumoral para permitir la infiltración, la activación del sistema inmune y la tumorogenicidad (invasibidad y crecimiento) de las células que conforman la masa tumoral.

El glioblastoma multiforme (GBM) es el tumor primario más común y agresivo del cerebro, es altamente invasivo y se caracteriza por presentar muchas alteraciones de los vasos cerebrales y por la invasión progresiva de los tejidos circundantes, usando los vasos como guías iniciales de infiltración. Este fenómeno de neoangiogénesis o crecimiento vascular se ha propuesto como proceso esencial para explicar la formación y el crecimiento invasivo del tumor. Sin embargo, con el uso de fármacos antiangiogénicos, que evitan el crecimiento vascular no se han obtenido los resultados terapéuticos esperados.

En nuestro trabajo experimental, se han trasplantado células tumorales humanas de GBM en cerebros de ratón y se ha descubierto que las células tumorales del GBM interactúan con las células del estroma perivascular o “pericitos”, células situadas en la región externa de la pared del vaso que funcionan normalmente regulando el diámetro y la morfología de los vasos. Las células del GBM envían prolongaciones de su citoplasma (“malignopodios”) que se fusionan con los pericitos del tejido sano que rodea al tumor, “inyectándoles” por un mecanismo de transferencia citoplásmica factores que modifican su comportamiento. Con estas nuevas instrucciones, los pericitos provocan una alteración de los vasos haciéndolos tortuosos (sin requerir recrecimiento vascular como se pensaba). Además, la interacción de la célula tumoral con el pericito modificando sus propiedades macrofágicas y reprime la activación de la respuesta inmune contra el tumor, y tras un fenómeno de fusión celular se originan derivados celulares híbridos que van a ser necesarios para el crecimiento e invasión tumoral.

Si bloqueamos o impedimos que la célula tumoral interactúe con el pericito (interfiriendo con la función de los factores moleculares y celulares de la interacción) el tumor no progresa, el sistema inmune reacciona contra él y desaparece.

9