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Charla «¿Podemos regenerar el músculo cardíaco con células madre?» de TEDxSeattle en español.
El corazón es uno de los órganos del cuerpo humano que menos se regenera, un factor importante que convierte a la insuficiencia cardíaca en la principal causa de muerte a nivel mundial. ¿Y si pudiéramos ayudar al músculo cardíaco a regenerarse después de una lesión? El médico y científico Chuck Murry comparte sus investigaciones innovadoras sobre el uso de células madre para generar nuevas células cardíacas, en lo que es un paso fascinante para cumplir con la promesa maravillosa de las células madre como medicina.
- Autor/a de la charla: Chuck Murry
- Fecha de grabación: 2018-11-17
- Fecha de publicación: 2019-03-29
- Duración de «¿Podemos regenerar el músculo cardíaco con células madre?»: 875 segundos
Traducción de «¿Podemos regenerar el músculo cardíaco con células madre?» en español.
Me gustaría hablarles de una paciente llamada Donna.
En esta fotografía, Donna tenía más de 70 años.
Era una mujer vigorosa, saludable, la matriarca de un gran clan.
Pero tenía una historia familiar de enfermedad coronaria, y un día sintió un repentino y agudo dolor de pecho.
Pero lamentablemente, en vez de buscar asistencia médica, guardó cama durante 12 horas hasta que se le pasó el dolor.
Cuando fue a ver al médico la vez siguiente, se hizo un electrocardiograma que mostró que Donna había tenido un infarto importante, o un «infarto de miocardio» en lenguaje médico.
Después de ese ataque al corazón, Donna ya no fue la misma.
Su nivel de energía se fue disipando progresivamente, no podía hacer muchas de las actividades físicas que previamente disfrutaba.
Llegó al punto en que no podía seguir el ritmo a sus nietos, e incluso le resultaba mucho trabajo ir hasta la entrada a buscar el correo.
Un día su nieta la visitó para pasear al perro y encontró a su abuela muerta en la silla.
Los médicos dijeron que había sido una arritmia cardíaca secundaria a la insuficiencia cardíaca.
Pero lo último que les diré es que Donna no era una paciente cualquiera.
Donna era mi madre.
Desafortunadamente, historias como estas son muy comunes.
Las enfermedades cardíacas son la principal causa de muerte en el mundo.
En EE.
UU.
es la razón más común de ingreso en los hospitales, y es nuestro gasto de salud número uno.
Gastamos más de USD 100 mil millones, así como lo escuchan, en este país cada año para tratar las enfermedades cardíacas.
Como referencia, es más del doble del presupuesto anual del estado de Washington.
¿Qué hace que esta enfermedad sea tan mortal?
Empieza con el hecho de que el corazón es el órgano que menos se regenera en el cuerpo humano.
Un infarto ocurre cuando se forma un coágulo de sangre en una arteria coronaria que lleva sangre a la pared del corazón.
Esto interrumpe el flujo sanguíneo y, como el músculo cardíaco es muy activo metabólicamente, muere muy rápido, al cabo de unas pocas horas de producida la interrupción del flujo sanguíneo.
Como el corazón no puede regenerar músculo, se cura formando una cicatriz.
Esto debilita el músculo cardíaco del paciente y, en muchas personas, la enfermedad progresa hasta el punto en que el corazón ya no puede mantener la demanda de flujo sanguíneo del cuerpo.
Este desequilibrio entre oferta y demanda es la esencia de los fallos cardíacos.
Y cuando le hablo a la gente de este problema, muchas veces se encogen de hombros y me dicen cosas como: «Bueno, ya sabes, Chuck, de algo hay que morir».
(Risas)
Y, sí, pero esto también me dice que nos hemos resignado a esto como algo establecido porque así debe ser.
¿Pero es realmente así?
Creo que hay un modo mejor, y me refiero al uso de las células madre como medicina.
Ahora bien,
¿qué son exactamente las células madre?
Si las observan bajo el microscopio, no hay mucho que ver.
Simplemente son unas celulitas redondas.
Pero esconden dos atributos notables.
El primero es que se pueden dividir como locas.
Así que puedo tomar una única célula, y en un mes generar miles de millones de células a partir de esa sola.
El segundo es que se pueden diferenciar o volverse más especializadas, de modo que estas células simples se pueden transformar en piel, en cerebro, en riñón, etc.
Algunos tejidos de nuestro cuerpo están repletos de células madre.
La médula ósea produce miles de millones de células sanguíneas por día.
Otros tejidos, como el corazón, son bastante estables y, hasta donde sabemos, el corazón carece de células madre.
Así que, para el corazón, debemos traer células madre de otro lado, y para esto convertimos al tipo más potente de célula madre: la célula madre pluripotente.
Estas células reciben ese nombre porque pueden convertirse en cualquiera de los 240 tipos de células que forman el cuerpo humano.
Así que esta es mi gran idea: quiero tomar células madre pluripotentes, multiplicarlas en grandes cantidades, seleccionar las células musculares cardíacas, luego sacarlas de la placa y trasplantarlas en el corazón de pacientes que han tenido infartos.
Pienso que esto repoblará las paredes con nuevo tejido muscular y de este modo restablecerá la función contráctil del corazón.
(Aplausos)
Antes de que aplaudan demasiado, esta fue mi idea hace 20 años.
(Risas)
Yo era joven, estaba lleno de entusiasmo, y pensaba: «Cinco años en el laboratorio y lo lograremos, y lo llevaremos a la práctica clínica».
Les diré lo que pasó realmente.
(Risas)
Empezamos a convertir estas células madre pluripotentes en músculo cardíaco.
Al principio, los experimentos funcionaron hasta cierto punto.
Obtuvimos unos grupitos de músculo cardíaco humano que latían en la placa, y fue genial porque, como dije, en principio, esto debía poder hacerse.
Pero cuando contamos las células vimos que solo una de cada 1000 células madre se transformaba en músculo cardíaco.
El resto solo era una mezcla de cerebro, piel, cartílago e intestino.
¿Y cómo hacer que una célula que se puede convertir en cualquier cosa se transforme específicamente en una célula de músculo cardíaco?
Para lograrlo, recurrimos al mundo de la embriología.
Durante más de un siglo los embriólogos se cuestionaron los misterios del desarrollo del corazón.
Y nos han dado los que es como un mapa de Google, de cómo ir desde un óvulo fertilizado hasta un sistema cardiovascular humano.
Así que nos apropiamos descaradamente de toda esta información e intentamos que el desarrollo cardiovascular ocurriera en una placa.
Nos tomó cinco años pero, hoy en día, podemos convertir el 90 % de nuestras células madre en músculo cardíaco, una mejora 900 veces mayor.
Y esto fue muy emocionante.
Esta imagen les muestra nuestro producto celular actual.
Generamos nuestras células en pequeños grupos tridimensionales llamados «organoides cardíacos».
Cada uno contiene entre 500 y 1000 células de músculo cardíaco.
Si observan bien, verán que estos pequeños organoides se mueven, y cada uno late de modo independiente.
Pero tienen otro truco bajo la manga.
Tomamos el gen de una medusa que vive en el Pacífico Noroeste y usamos una técnica llamada «edición del genoma» para unir este gen a las células madre.
Esto hace que las células cardíacas emitan un destello verde cada vez que laten.
Bien, ya estábamos listos para empezar con los experimentos en animales.
Tomamos nuestras células de músculo cardíaco y las trasplantamos en el corazón de ratas sujetas a infartos experimentales.
Luego de un mes, observé ansioso a través del microscopio para ver lo que habíamos creado, y vi…
nada.
Todo había muerto.
Pero perseveramos e inventamos un cóctel bioquímico que llamamos «cóctel de prosupervivencia», que fue suficiente para que las células sobrevivieran en el proceso estresante de trasplante.
Y luego, cuando miré por el microscopio, vi un músculo de corazón humano fresco y joven que crecía nuevamente en la pared lesionada del corazón de la rata.
Y esto se volvía muy emocionante.
La siguiente pregunta fue: Este nuevo músculo,
¿latirá en sincronía con el resto del corazón?
Para responder esto volvimos a las células que contenían el gen de medusa.
Esencialmente, usamos estas células como una sonda espacial que enviaríamos a un entorno extraño y nos informaría con destellos de luz sobre su actividad biológica.
Lo que ven aquí es una imagen aumentada en blanco y negro del corazón de un cobayo que fue dañado y luego recibió tres injertos de músculo cardíaco humano.
Cada una de esas líneas blancas en diagonal es una vía de aguja que contiene un par de millones de células cardíacas humanas.
Y cuando empiece el video verán lo que vimos nosotros en el microscopio.
Nuestras células lanzan destellos, y lo hacen en sincronía a través de las paredes del corazón lesionado.
¿Qué significa esto?
Que las células están vivas, están bien, laten, y lograron conectarse entre sí de modo que laten en sincronía.
Pero es aún más interesante.
Si miran esos trazos en la parte de abajo, ese es el electrocardiograma del corazón del cobayo.
Y si alinean los destellos con los latidos que aparecen abajo, verán una correspondencia perfecta de uno a uno.
Es decir, el marcapasos natural del cobayo da las órdenes, y las células cardíacas humanas las siguen al unísono como buenos soldados.
(Aplausos)
Nuestros estudios se han desplazado hacia lo que, en mi opinión, será el mejor indicador para los pacientes humanos: los monos macacos.
La siguiente foto muestra una imagen microscópica del corazón de un macaco que fue sometido a un ataque cardíaco experimental y luego fue tratado con una inyección salina.
Es como un tratamiento con placebo para mostrar el curso natural de la enfermedad.
El músculo cardíaco del macaco está en rojo, y lo que está en azul es el tejido cicatrizado que resultó del infarto.
Como pueden ver, hay una gran deficiencia en el músculo en una parte de la pared del corazón.
Y no es difícil imaginar el trabajo que será para este corazón generar suficiente fuerza.
En cambio, este es uno de los corazones tratados con células madre.
Nuevamente, pueden ver el músculo cardíaco del mono en rojo, pero es muy difícil ver el tejido cicatrizado en azul, y eso es porque pudimos repoblarlo con el músculo cardíaco humano, y se formó esta bella pared rellenita.
Bien, tomemos un momento para recapitular.
Les mostré que podemos tomar las células madre y transformarlas en músculo cardíaco.
Aprendimos a mantenerlas vivas después del trasplante, mostramos que laten en sincronía con el resto del corazón, y que las podemos agrandar a escala para un animal que es el mejor indicador posible de respuesta en humanos.
Pensarán que superamos todos los obstáculos en nuestro camino,
¿no?
Resulta que no.
Estos estudios en macacos también nos enseñaron que las células cardíacas humanas creaban un período de inestabilidad eléctrica.
Causaron arritmias ventriculares o latidos del corazón irregulares durante varias semanas después de trasplantadas.
Esto fue inesperado, porque no lo vimos en animales más pequeños.
Lo estudiamos detalladamente y comprobamos que ocurre porque nuestros injertos celulares son bastante inmaduros, y todas las células cardíacas inmaduras actúan como marcapasos.
Y ocurre que, cuando las ponemos en el corazón, empiezan a competir con el marcapasos natural del corazón para ver quién da las órdenes.
Sería como traer a toda una pandilla de adolescentes a su casa ordenada y no quieren obedecer sus reglas ni su ritmo para hacer las cosas, y les lleva un tiempo refrenar a todos y hacer que funcionen de un modo coordinado.
Así que nuestros planes son que las células pasen por este período adolescente problemático mientras todavía están en la placa y luego trasplantarlas durante la fase posadolescente cuando deberían ser disciplinadas y estar listas para obedecer las órdenes.
Mientras tanto, nos va bastante bien tratándolas con medicamentos contra la arritmia también.
Pero aún queda una pregunta importante que es, por supuesto, el propósito para el que empezamos a hacer esto:
¿podemos recuperar la función del corazón lesionado?
Para responder a esto fuimos a algo llamado «fracción de eyección ventricular izquierda».
La fracción de eyección es la cantidad de sangre que sale de la cámara del corazón con cada latido.
En los macacos sanos, así como en las personas sanas, las fracciones de eyección rondan el 65 %.
Luego de un infarto, la fracción de eyección se reduce hasta un 40 %, por lo que estos animales van hacia un fallo cardíaco.
En los que reciben una inyección con placebo, la imagen que se ve al cabo de un mes muestra que la fracción de eyección no ha cambiado, porque el corazón, por supuesto, no se recupera espontáneamente.
Pero en los animales que recibieron un injerto de células cardíacas humanas, vemos una mejora sustancial de la función cardíaca.
Esta mejora fue de un promedio de ocho puntos, desde un 40 a un 48 %.
Puedo decirles que ocho puntos es mejor que cualquier cosa que haya ahora en el mercado para tratar a pacientes con infartos.
Es mejor que todo lo que se ha hecho hasta ahora.
Si pudiéramos hacer ocho puntos en la clínica, tendría un gran impacto en la salud humana.
Pero es aún más emocionante.
Esto solo fue cuatro semanas después del trasplante.
Si prolongamos estos estudios hasta tres meses, ganamos 22 puntos en la fracción de eyección.
(Aplausos)
La función de estos corazones tratados es tan buena que si no hubiésemos sabido de antemano que estos animales se habían infartado, nunca podríamos haberlo detectado a partir de los estudios funcionales.
Continuando, nuestro plan es empezar la fase uno, primero en ensayos con humanos aquí, en la Universidad de Washington, en 2020, dentro de apenas dos años.
Asumiendo que estos estudios sean seguros y efectivos, que pienso que lo van a ser, nuestro plan es aumentar el alcance y enviar estas células por todo el mundo para tratar pacientes con enfermedades del corazón.
Dada la carga de esta enfermedad a nivel mundial, se podría fácilmente tratar un millón de pacientes, o más, por año.
Puedo imaginar un momento, quizás dentro de una década, en el que un paciente como mi madre reciba tratamientos dirigidos a la causa del problema y no solo a manejar sus síntomas.
Todo esto se debe a que las células madre nos dan la posibilidad de reparar el cuerpo humano a partir de partes que lo componen.
En un futuro no muy lejano, reparar humanos pasará de ser algo inverosímil de la ciencia ficción a una práctica médica común.
Y cuando esto ocurra, va a tener un efecto transformador que va a rivalizar con el desarrollo de las vacunas y los antibióticos.
Gracias por su atención.
(Aplausos)
https://www.ted.com/talks/chuck_murry_can_we_regenerate_heart_muscle_with_stem_cells/