Celulas para curar

Pedro Guillén
Fotografías cortesía del Dr. Pedro Guillén

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Imagen de una rodilla abierta en quirófano. Se observa el MACI en el hueso cubriendo la lesión

                     Rodilla abierta. Se observa el MACI en el hueso cubriendo la lesión 

 

 

 


 

Asombro, esa era la cara que se nos quedaba de niños cuando los mayores del barrio nos aseguraban que podíamos cortar sin temor el rabo a una lagartija porque le volvía a crecer. Todo un prodigio de la naturaleza, envidia de cualquier traumatólogo, el artesano de los huesos.

       Hoy, los ciberfuturistas -más ligados a la neurología en el terreno de la Medicina que a los traumas- pronostican que en el lapso de apenas 50 años, unos microchips instalados en determinadas partes del cerebro en combinación con artilugios creados en el laboratorio (que podríamos denominar ortopedias del futuro), convertirán las temidas parálisis (paraplejias o tetraplegias) o las amputaciones en un simple proceso de adaptación del hombre para manejar sus nuevos miembros artificiales.

       Del mismo modo, auguran técnicas operatorias tan poco invasivas, que las actuales laparoscopias o artroscopias parecerían auténticas carnicerías y baños de sangre. Dibujan a un cirujano frente a una pantalla táctil manipulando el cuerpo de su paciente mientras, en la sala de al lado, una maquinaria de precisión ejecuta las órdenes con tal exactitud que sería capaz de separar células sin dañarlas. Quirófanos sin sangre, pacientes sin cicatrices y, sobre todo, el cuerpo humano restaurado de tal modo que cualquier lesión sea un puro trámite.

       Ese, sin duda, es uno de los caminos por los que puede transitar en breve la Medicina en todas sus especialidades. Si tenemos en cuenta que un medicamento, desde que se desarrolla hasta que se comercializa sufre un proceso que en el mejor de los casos se prolonga por espacio de diez o quince años, hablar de medio siglo, de cumplirse los sueños del augur -también llamado investigador- apenas representa un suspiro. Y más, si tenemos en cuenta el largo camino que ha recorrido la traumatología para llegar a los estándares actuales, y sobre todo los avances de los dos últimos siglos.

       La otra gran autopista que se nos pone enfrente se aleja de los ciborg y nos dirige directamente a nosotros mismos. Camina por la misma senda de la lagartija que reconstruye su propia extremidad amputada. Una mirada interior, no sólo a nuestra capacidad creativa sino a nuestro propio cuerpo y a sus posibilidades para reconstruir los tejidos dañados. Técnicas ya comunes en muchos hospitales como la regeneración de cartílagos mediante cultivos o la sutura de huesos. Es decir, técnicas derivadas de procesos de investigación que han puesto a trabajar a las propias células con una función muy específica: la de curar.

       Si hay algo de mágico en la profesión de un médico es su capacidad de ver a través de la piel. Con el simple tacto, con las explicaciones del doliente, con su intuición... el hechicero es capaz de diagnosticar una enfermedad y aplicar un remedio. Acabar con el mal o devolver al esqueleto su operatividad tras una lesión ha sido una de las obsesiones y motores de un tipo de medicina muy pegada al día a día. 

Fotografía de una resonancia de rodilla

                                                                              Resonancia de rodilla     

 

 

        La guerra, el trabajo, la competición, el hombre social, que se relaciona y mide con sus iguales, pone a prueba su organismo, lo lleva al límite y cuando se quiebra, el cometido del médico-artesano, del remendón, consiste en devolverle su antiguo esplendor a esa estructura que nos mantiene en pie sobre el planeta y que nos diferencia del resto de los animales.

       Así, desde que se evolucionó hacia la verticalidad, una de las preocupaciones de la medicina ha sido conocer el comportamiento de los huesos, su fragilidad, su capacidad de regeneración y soldadura. Primero desde fuera -experimentando en vida y estudiando la osamenta tras la muerte-, y a medida que avanzan las técnicas, estudiándolos desde dentro, conociendo los elementos que los forman, sus tejidos, de qué están hechos sus células y también, ¿por qué no?, trabajando en mecanismos para conseguir su regeneración.

La historia de la cirugía ortopédica y la traumatología en los dos últimos siglos está festoneada por momentos estelares en los que se abren posibilidades insospechadas para aprovechar los conocimientos y materiales que, a su vez, van a configurar el nuevo salto al futuro. 

 

De la tablilla a la escayola

Ante una rotura, lo primero que aprendimos es que la inmovilización permite que esos huesos quebrados sean capaces de unirse (aunque su resultado no siempre se parecía al original y la movilidad no se recuperaba al 100% en el caso de las articulaciones). 

       Así, una de las primeras técnicas a desarrollar, normalmente por los médicos que acompañaban a los hombres en sus expediciones de guerra, consistía en procurar la inmovilización de la extremidad u órgano afectado para conseguir la consolidación de las fracturas. Toscas técnicas que evidentemente provocaban secuelas en los pacientes, pero que procuraban un alto grado de recuperación.

       En este sentido, el yeso supuso un primer gran avance sobre las tablillas. A lo largo de la historia y en diferentes regiones (Egipto, India, Europa, México…) se describen distintos vendajes duros para mantener en reposo el miembro lesionado, pero no fue hasta el año 1852 que el médico militar holandés Antonius Mathysen (1805-1878) inventó el yeso y lo dio a conocer en el libro Gips-Verband. En un principio se le llamó Yeso de París y fue aceptado en todo el mundo muy pronto.

       El yeso permanecerá como la esencia de los ortopedistas por siempre y merece gran crédito por su efectividad pese a ser una simple venda dura que da reposo e inmovilidad al órgano dolorido, al hueso fracturado y a la articulación enferma. En fin, el yeso proporciona una gran ayuda contra las fuerzas que deforman la fractura.

       Paralelamente, la reducción de algunas fracturas precisa necesariamente de la intervención quirúrgica, tanto para su recomposición como para evitar su amputación o evitar infecciones, que en el peor de los casos llevaban a la muerte. En este sentido, también la traumatología es deudora, como el resto de las prácticas médicas que precisan de la cirugía, de la introducción del cloroformo y otras sustancias anestésicas en la segunda mitad del siglo XIX, que orientan la cirugía a los resultados más que a la rapidez. Con su aplicación se desarrollan técnicas quirúrgicas que sustituyen a la amputación y se incrementa la supervivencia en las fracturas graves. 

       Del mismo modo, esa revolución en marcha no hubiera sido posible sin el descubrimiento de los rayos X. Si la anestesia permitió abrir y explorar en vivo y con tranquilidad, las fotografías de los huesos facilitaron la realización de un diagnóstico directo del alcance de las lesiones. W. Conrad Rönteg, galardonado con el Nobel en 1921, publicó su descubrimiento (la radiografía) en la revista Nature en 1896.

 

Osteosíntesis: nace la ferretería y la fábrica de instrumentos

Inmovilizar, ajustar o incluso abrir para limpiar las astillas, cortar o igualar y esperar a que solidifiquen. Avances significativos, pero a todas luces insuficientes para lograr que recuperen completamente en el cien por cien de los casos su antigua función o que no queden secuelas inhabilitantes. El desarrollo de la traumatología pasaba necesariamente por superar una nueva etapa: la consecución de piezas de recambio igualmente válidas y útiles que los originales.

       Así, la cirugía ortopédica no se puede considerar que nace hasta que se desarrolla la osteosíntesis, cuyo objeto es la exacta reducción del foco de fractura y su estabilidad para así recuperar la función del miembro roto.

 

Cartílago articular normal teñido con hematoxilina-eonina y safranina

 Cartílago articular normal teñido con hematoxilina-eonina y safranina

 

 

      Con ella se inicia una nueva era en el tratamiento de las fracturas. Aquella que no sólo se ocupa de la unión de los huesos, sino que procura además que el miembro dañado recupere plenamente todas sus funciones. Ya sean en aquellos huesos que nos permiten sujetarnos o en los que facilitan la movilidad de las articulaciones. 

       La osteosíntesis alcanza su periodo de madurez en la mitad del siglo XX y con ella, sofisticados clavos, placas, tornillos etc. se aplican a todo tipo de fracturas y confieren gran estabilidad, permitiendo los movimientos activos de las articulaciones cercanas.

       Inicialmente, estos implantes estaban fabricados de acero de grado médico, pero al ir evolucionando se han sumado otros materiales más biocompatibles como aleaciones de titanio y polímeros bioabsorbibles como el PLLA (polímero de ácido poliácido). También el desarrollo de la tecnología se ha ido aplicando a estas técnicas permitiendo la disponibilidad de equipos de radiología intraoperatoria o el uso de implantes e instrumentales diseñados específicamente para cada porción del esqueleto y/o tipos diferentes de fracturas.

       En este terreno, cabría destacar, por la obtención del premio de investigación de la SECOT, el trabajo que desarrolló mi equipo sobre “soldadura ósea con ultrasonido”. Un desarrollo experimental, tras un periodo de experimentación con animales para dominar la técnica quirúrgica de la soldadura ultrasónica, en el que se comprobó la buena tolerancia del conglomerado óseo, la solidez de la soldadura, la no necesidad de inmovilización en huesos que no son de carga. Es decir, un proceder que aplicado a huesos cortos resulta ser muy eficaz. 

       Aunque quizás, el avance genérico más destacado en este campo ha sido el desarrollo de las prótesis. Con ellas se posibilita la sustitución de la articulación enferma, artrósica, dolorosa o deforme por un implante metálico que restituye la calidad de vida del paciente, la movilidad articular y hace desaparecer el dolor. Sólo en España se colocan 115.000 prótesis de rodilla y cadera al año. 

       El movimiento es vida. ¡Si operas no inmovilices y si inmovilizas no operes! Sólo así evitarás la pérdida de movilidad de las articulaciones vecinas. 

 

La artroscopia: observación más profunda, terapia más eficaz y menos invasiva

El otro polo de la investigación en traumatología a lo largo del siglo XX se orienta a la mejora de las técnicas diagnósticas y a la microcirugía. Su alta seguridad, combinada con una muy baja morbilidad quirúrgica, ha hecho de la artroscopia uno de los más comunes procederes en los modernos cirujanos ortopédicos. 

Con la artroscopia se facilita la observación de las articulaciones, se comprueba la lesión y se realizan las técnicas terapéuticas adecuadas, y esto con una incisión de dos centímetros de piel. Se comienza a investigar a principios de siglo, pero su desarrollo real se produce tras la Segunda Guerra Mundial. Su verdadera autoría corresponde a los japoneses. En 1918, el profesor Tagaki inserta por primera vez un cistoscopio en el interior de un cadáver; y un alumno suyo, el profesor Watanave, en 1962, realiza la primera meniscectomía parcial en una rodilla.

       En España, y prácticamente en Europa, fuimos pioneros en su implantación y desde 1975 hemos realizado más de 30.000 artroscopias de todas las articulaciones grandes (rodilla, tobillo, hombro, codo, cadera, mano etc.) En el año 1990 realizamos la primera micro-artroscopia (publicado en Mapfre 1991), en rodilla, codo y mano. 

       Aunque el paso más determinante en esta técnica tras su invención lo ha realizado la clínica CEMTRO en 2007, con la artroscopia sin cables (WAD). Se trata de un paso esencial, ya que su incorporación a la rutina diaria de las consultas puede eliminar las listas de espera. Además, la artroscopia sin cables ofrece una mayor comodidad e independencia al médico durante la intervención.

 

 

 

Condrocitos aislados en cultivo

 Condrocitos aislados en cultivo

 

 

       La artroscopia consiste en la introducción por punción, dentro de la articulación, de un sistema de lentes conectado a una cámara de vídeo. Esta técnica permite al cirujano visualizar, diagnosticar y tratar los problemas de la articulación lesionada en la pantalla del ordenador. 

      La incorporación de esta nueva tecnología supone no tener servidumbres de cableado, evitando así las infecciones que ello podría suponer para el paciente. Además de otras, como el abaratamiento de costes, la posibilidad de obtener fotografía y vídeo, así como la eliminación de ruido. 

 

El rabo de la lagartija

Cambiar una pieza por otra, pero del mismo material que la original, es el camino marcado por la incorporación de la medicina celular y molecular. Es decir, lograr la autorreparación de los tejidos dañados. Por medio de la Ingeniería Tisular (IT) se pueden formar tejidos para corregir las lesiones. Se usan fundamentalmente células cultivadas en laboratorio. Básicamente, las investigaciones se han centrado en lesiones del cartílago, ligamento, hueso, músculo-tendón: 

 

a.- El Cultivo de Condrocitos Autólogos(ACI). En el organismo sólo hay tres tejidos que se autorreparan: el hueso, la córnea y el hígado. El tejido cartigalinoso es un tipo de tejido formado por células condrógenas (condrocitos y condroblastos). Es un tejido que no posee vasos sanguíneos, nervios ni vasos linfáticos. 

       Los cartílagos sirven para acomodar las superficies de los cóndilos femorales a las cavidades glenoideas de la tibia para amortiguar los golpes del caminar y los saltos, para prevenir el desgaste por rozamiento y, por deformación, para permitir los movimientos de la articulación de la rodilla. Es una estructura de soporte y da cierta movilidad a las articulaciones. En definitiva, es un tejido fuerte y flexible que reviste las articulaciones. 

       El cultivo de condrocitos permite generar células que son capaces de sintetizar colágeno de tipo I y reparar el cartílago dañado in vitro. Esta técnica sirve para tratar las lesiones del cartílago y prevenir la artrosis. 

       La técnica consiste en tomar una muestra de cartílago del paciente, cultivarla en el laboratorio y volvérsela a inyectar a través de un líquido por cirugía abierta. En el proceso se extrae medio gramo de cartílago, como unos cuatro granos de arroz, que contiene unas 30.000 células. En tres semanas aumentan a unos 20 millones. La clínica Cemtro fue el primer hospital que la realizó en España en 1996. 

       De 1996 a 2000 se realizaron en el centro 152 casos de ACI con buenos resultados, 85% en deportistas y no deportistas. Ahora bien, la técnica no cumplía totalmente todas las expectativas porque al inyectar el líquido en la lesión se podían perder células y, además, había que cubrirlas con periostio (tejido vivo).

 

 

 

 

Condrocitos sembrados sobre colágeno

Condrocitos sembrados sobre colágeno

 

 

       Por eso, en 2000, el líquido se sustituyó por una membrana con dos caras, una satinada y otra porosa. Se conoce como membrana de condrocitos implantados autólogos (MACI) y se coloca por artroscopia (el resultado positivo al aplicar esta técnica ronda el 92%). 

       El último paso que se ha dado en esta línea consiste en una modificación en la que los 20 millones de células se impregnan de manera instantánea en la membrana ya ajustada al tamaño de la lesión (Instan MACI).

       Actualmente, aunque el cartílago que se consigue es estéticamente idéntico al original, lo cierto es que la funcionalidad no es la misma, ofreciendo una menor resistencia y una mayor capacidad de deshiscencia -apertura, por lo general espontánea de una parte de un órgano/separación de los bordes de una herida/apertura de la sutura-. 

 

b.-  El Cultivo del L.C.A (Ligamento Cruzado Anterior). El ligamento cruzado anterior es una estructura articular que sirve para estabilizar la rodilla en sentido antero-posterior. En su ausencia por rotura completa, puede producir signos y síntomas de inestabilidad como sensación de fallo, debilidad o pérdida de la marcha normal. 

       Se ha cultivado LCA en una rotura aguda, subaguda y crónica y tras la ligamentoplastia extraemos conclusiones con respecto al número de células necesarias para implantarla sobe la membrana en el LCA roto. Está en fase de experimentación en animales. En la clínica se ha realizado experimentalmente (en animales) y ahora pasaremos a la aplicación humana.  

c.- La Sutura ósea: Esta técnica ha sido creada en el departamento de investigación de la clínica CEMTRO, y ha permitido realizar el MACI por cirugía artroscópica. Facilitará la sutura ósea en el hombro y en otras articulaciones.

 

d.- Cartílago sano, tejido de Reparación y MACI. Los cultivos celulares de condrocitos son una esperanza para las articulaciones dañadas. Ha nacido una nueva era para tratar estas lesiones.

       Aplicando la molécula Ap4A, dinucleótido, al cultivo de cartílago normal y al MACI, se incrementa la sustancia extracelular hasta en un 150%. De este modo las células son tratadas con una molécula cuyo efecto sería mejorar el funcionamiento de esas células (medicina molecular).

 

e.- Reparación/Regeneración Musculotendinosa.  En la actualidad se empieza a conocer y manejar el ambiente creado en la zona de la lesión muscular, logrando regenerar sin fibrosis (formación en exceso de tejido fibroso), el músculo lesionado.

       En el tendón, el ejercicio físico produce roturas microscópicas de las fibras de colágeno y de los puentes interfibrilares. Este hecho hace que se pongan en marcha los mecanismos de reparación a través de los mediadores físicos que estimulan a los tenocitos y fibroblastos (fibras que forman la estructura del tendón).

 

 

Comparativa de cartílago normal y otro de reparación, éste con la mitad de la lagunas

Comparativa de cartílago normal y otro de reparación, éste con la mitad de la lagunas     

 

 

     Cuando la reparación es defectuosa se produce una tendinopatía (no tendinitis, puesto que no hay células inflamatorias). En estos momentos estamos aprendiendo a “romper”  las tendinopatías para regenerar el tendón.    

 

El mito de Frankenstein, cada vez más cerca

Son algunos apuntes del camino que ha emprendido la investigación. Ahora sanamos un cartílago lesionado en una mujer o un hombre joven a la espera de triunfos cultivando sus propias células sanas y aplicándolas a su lesión para curarla. Y con todo, y siendo esto un avance importante, el futuro no muy lejano es aún más halagüeño. La medicina regenerativa producirá más avances que serán más acordes con la propia naturaleza.

       El futuro de la medicina celular y molecular tiene como siempre tres caras. Una, la que llegaría si actuamos en el presente de determinada manera; otra, la que deseamos que el futuro nos depare independientemente de la realidad; y la última, lo que ciertamente llegará si no hacemos nada. Y como en realidad somos lo que hacemos y cómo lo hacemos, nos inclinamos por aquella que brote de un buen trabajo clínico, y del investigador y el enfermo cercano, pues es bien conocido que el hospital que no investiga se empobrece, como el país que no investiga se empobrece.

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