Generan vasos sanguíneos In vitro en apenas una semana

Simplemente usando un par de cucharadas de sangre, científicos has conseguido obtener en el laboratorio vasos sanguíneos funcionales en apenas una semana. Para añadir más sorpresa a la noticia posteriormente un equipo médico ha conseguido trasplantar con éxito estos vasos en tres niños que necesitaban un “bypass”. Ahora que se ha demostrado la seguridad y eficacia de este rápido método, los médicos pueden empezar a aplicar esta novedosa técnica para tratar a pacientes con enfermedades vasculares, las cuales afectan alrededor de 25 millones de personas en el mundo. El artículo se ha publicado en la revista EBioMedicine.

Hace 3 años, el profesor en biología de trasplantes Suchitra Sumieran-Holgersson y el cirujano Michael Olausson, ya consiguieron hacer crecer una vena para un paciente que carecía de conexión entre el hígado y el tracto gastrointestinal. Para realizar esta proeza, el dúo primero tubo que obtener una cuantas células madre, así que tuvieron que taladrar el hueso del paciente hasta llegar a su médula ósea para poder aislarlas. Usando las propias células del paciente es importante para reducir casi por completo el rechazo por parte del sistema inmune del paciente.

Aunque el tratamiento fue un éxito, el equipo tardo un mes en generar esta vena “personalizada” y además el procedimiento de extracción de médula es un procedimiento bastante desagradable y doloroso. Con la idea de que la técnica se podía mejorar, decidieron extraer células madre de muestras de sangre. Solo se extrajeron 25 mililitros de tres niños diferentes para este nuevo estudio, los cuales carecían de la misma vena que el primer paciente. 

Después de aislar las células necesarias de las muestras, el equipo las uso para repoblar un “andamio guía” vascular, obtenido de un donante, al cual se le habían eliminado sus células. Remarcable el hecho de que estas células madre solo precisaron una semana para repoblar estas 3 estructuras dando como resultado venas “personalizadas”. Este crecimiento acelerado se dio debido a la propia sangre utilizada ya que esta contiene factores promotores del crecimiento. Entonces se trasplantaron las nuevas venas en los niños, las cuales permitirían una colaboración correcta y eficaz entre hígado y el tracto gastrointestinal. 2 de los niños tratados respondieron correctamente y siguen progresando sin problemas pero el tercero sigue bajo observación periódica para asegurar el éxito del tratamiento.

“Creemos que este avance tecnológico puede llevar a la expansión del uso de este método para que sea utilizado en diversos pacientes, como los que sufren de varices o infarto de miocardio, ambas dolencias precisan de una “sustitución” de venas”, afirmo Sumieran-Holgersson al anunciar el avance. “Nuestro sueño es conseguir capacidad para hacer crecer órganos completos como modo para paliar la falta de donantes de órganos y la creciente demanda”.

El carguero Antares de la NASA explota en pleno despegue

El carguero Antares de la NASA ha sufrido, según palabras textuales de la misma agencia espacial, "un imprevisto fatal" que ha ido seguido de una explosión en pleno lanzamiento en la base espacial de Wallops Island, en Virginia. En las imágenes, que la NASA emitía en directo, se vio lo que parece ser la caída de la estructura del cohete. "Estamos evaluando el estado de la misión", se limitió a decir la agencia espacial norteamericana en su página web aunque no llegó a cortar la emisión. La empresa privada estadounidense Orbital Sciences Corporation ya había postergado este lunes por 24 horas el lanzamiento de una cápsula no tripulada Cygnus a bordo del cohete Antares hacia la Estación Espacial Internacional (ISS), donde debía entregar víveres y equipos.

La postergación fue decidida diez minutos antes de la hora prevista para el despegue y obedeció a la presencia de un barco al interior del perímetro de seguridad del lanzamiento, en el océano Atlántico. La cápsula transportaba una carga de 2,3 toneladas. Alrededor de 700 kilos estaban destinados a experimentos científicos.

Uno de ellos estaba destinado a ser sobre la irrigación del cerebro y del corazón cuando no existe gravedad, y debería permitir atenuar los dolores de cabeza que padecen los astronautas de la ISS, indicó la Nasa. Los resultados de esta experiencia podrían también tener efectos sobre el tratamiento de enfermedades neurológicas como el Alzheimer. Se trataba de la tercera operación de aprovisionamiento de Cygnus hacia la ISS. El primer vuelo tuvo lugar en enero de 2014.

Células madre como terapia antitumoral

Se han conseguido generar células madre capaces de producir químicos con capacidad para eliminar células tumorales, abriendo una puerta para la lucha contra tumores de acceso particularmente difícil.

Las células madre han estado últimamente en el punto de mira y en las investigaciones más punteras en biomedicina por su capacidad de ser reprogramadas en cualquier célula del cuerpo. También pueden ser reprogramadas para producir una exotóxina endogena de Pseudomonas, que resulta tóxica para células tumorales en el cerebro.

Pseudomonas

Está exotoxina puede ser producida en un laboratorio y administrada para luchar contra tumores cerebrales, aunque se ha descubierto que su uso presenta limitaciones según cuenta el Dr. Khalid Shah, del Harvard Medical School. “Las toxinas antitumorales se han usado con un gran éxito en diversas variedades de cáncer sanguíneo, pero se han mostrado menos eficaces en tumores “sólidos” ya que estos tipos de tumores suelen ser de acceso más difícil y estas toxinas tienen una vida media corta” afirma Shah.

Para solucionar este problema, Shah queriia descubrir un mecanismo para que estas toxinas se sigan produciendo, preferiblemente cuando el tratamiento haya llegado al “núcleo” del tumor. En la revista Stem Cells, Shah ha anunciado que esto es posible como mínimo en ratones.

“Hace unos años descubrimos que las células madre podrían ser usadas para generar de manera continua estas toxinas contra tumores cerebrales, pero primero necesitábamos manipular genéticamente estas células para que fueran resistentes a su propia toxina”dice Shah. “Ahora hemos conseguido células madre resistentes a su propia toxina que pueden generarla y liberarla para eliminar células tumorales”.

Esta endotoxina de Pseudomonas, elimina cualquier célula a la que consigue penetrar, pero otros equipos de investigación que esta toxina y otras citotoxinas sigan entrando en células tumorales pero no tengan capacidad de penetración en células sanas.

Shah y su equipo han ido un paso más allá, evitando que estas exotoxinas actúen mientras sigan dentro de las células madre que las pueden producir. “Hemos probado estas células madre en modelos cerebrales de ratones con tumores cerebrales” dice Shah. “Después de realizar todos los análisis moleculares hemos visto que con este tratamiento se inhibe la síntesis proteica ligada a los tumores cerebrales y pudimos apreciar que estas toxinas eliminan las células tumorales del cerebro”.

En verde célula tumoral y en rojo célula madre infectada
 con el virus causante del Herpes

Antes de trasladar estos ensayos a humanos, Shah quiere desarrollar terapias donde las células madre productoras de exotoxinas de Pseudomonas colaboren con otras células madre eficaces contra diferentes tipos de cánceres que han conseguido generar en su laboratorio.

A principios de este año, Shah anunció el uso de células madre cargando “armamento” biológico más que químico para luchar contra tumores. Este proyecto consiguió utilizar células madre para transportar el virus causante del Herpes a tumores cerebrales en ratones.

Un trasplante pionero devuelve la movilidad a un paciente paraplégico

Un hombre que sufría parálisis de la cintura para abajo ha vuelto a caminar tras someterse a una terapia pionera en la que se le trasplantaron células de su cavidad nasal dentro de la médula espinal, según informa este martes la cadena BBC.

El búlgaro Darek Fidyka, que sufría parálisis tras ser agredido con una navaja en 2010, ha podido caminar de nuevo con la ayuda de un andador, y hasta puede conducir, después de ser tratado en Polonia por cirujanos polacos y científicos británicos.

Los detalles del tratamiento se explican en la publicación Cell Transplantation, mientras que el citado canal británico hizo durante un año un seguimiento de la rehabilitación del paciente, que emitirá esta noche en un programa especial.

"Cuando apenas puedes mover la mitad de tu cuerpo te sientes impotente, pero cuando comienzas a sentirlo de nuevo es como si volvieras a nacer", explicó el búlgaro, de 38 años.

Para Geoff Raismam, responsable del departamento de regeneración neural en el Instituto de Neurología de la University College de Londres, este logro es "más impresionante que un hombre caminando sobre la Luna".

El revolucionario tratamiento empleó las llamadas células olfativas envainadas (OECs), que forman parte del sentido del olfato y actúan como camino que posibilita que las fibras ópticas del sistema olfativo se regeneren continuamente.

Esas células contribuyen a la reparación de nervios dañados que transmiten mensajes olfativos, al abrirles los conductores que van hacia los bulbos olfativos en el cerebro anterior.

Recolocadas en la médula espinal, permiten que los extremos de fibras nerviosas que están dañadas crezcan y se unan, algo que hasta ahora parecía imposible.

En la primera de las dos operaciones que se le practicaron a Fidyka, los especialistas extirparon uno de los bulbos olfativos para plantar un cultivo de las citadas OECs.

Dos semanas después, según la BBC, los médicos trasplantaron las células a la médula espinal, dañada tras haber sido atravesada por la navaja.

Los médicos emplearon unos 100 microinjertos de esas células olfativas envainadas, tanto por encima como por debajo de la herida en la espalda y utilizaron cuatro tiras finas de tejido nervioso, extraídas del tobillo del paciente, que colocaron sobre un espacio de 8 milímetros en el lado izquierdo de la médula espinal.

Antes del tratamiento, el polaco llevaba casi dos años sin haber mostrado ninguna señal de recuperación pese a haberse sometido a muchos meses de sesiones intensivas de fisioterapia.

Tras el trasplante de células, Fidyka realizó un programa de ejercicios de cinco horas diarias, cinco veces por semana, en el Centro de Rehabilitación Neuronal de Breslavia (Polonia) y los resultados se empezaron a sentir a los tres meses, cuando su muslo izquierdo comenzó a desarrollar músculo.

Seis meses después de la cirugía, Fidyka pudo dar sus primeros pasos ayudado de barras paralelas que le servían de soporte y de aparatos en las piernas y gracias al apoyo de un fisioterapeuta.

Dos años después, el hombre puede caminar ayudado de un andador fuera del centro de rehabilitación y ha recuperado parte de las sensaciones en la vejiga y el intestino, así como la función sexual.

"Es increíble ver cómo la regeneración de la médula espinal, algo que hace años se pensaba que era imposible, se está volviendo una realidad", dijo el neurocirujano Pawel Tabakow, del Hospital Universitario de Breslavia.

La biotecnología y los mimetizadores de anticuerpos

No hace tanto, apenas, a finales del siglo XIX Emil Adolf von Behring y Shibasaburo Kitasato describieron por primera vez la actividad de los anticuerpos en sus experimentos con difteria y toxina tetánica. En 1920 se descubrió su naturaleza proteíca. A partir de ese momento, los estudios se centraron en el desarrollo de modelos que explicaran la interacción de estas proteínas con los antígenos diana, siendo una teoría muy aceptada la Teoría de Llave-Cerradura de Linus Pauling. En 1948, Astrid Frageaus descubrió que las células que llevaban en su superficie estas moléculas eran los linfocitos B, unas células pertenecientes al sistema inmunológico. En los años sesenta, investigadores como Gerald Edelman, Rodney Porter, Thomas Tomasi, Kikishige Ishizaka y otros, se dedicaron a la caracterización de la estructura de la molécula y a la clasificación de los diferentes isotipos.

Fue en 1975 cuando César Milstein y Georges J. Köhler inventan un método de producción de anticuerpos monoclonales; por ello se les concedió el Premio Nobel en Fisiología o Medicina de 1984. De ahí hasta la actualidad, los anticuerpos han sido estudiados a todos los niveles, y es que son unas proteínas capaces de reconocer antígenos o simplemente moléculas diana con altísima especificidad. Esto ha sido muy útil en el entendimiento de gran cantidad de enfermedades (por ejemplo, la alergia); así como en el diagnóstico de otras tantas (por ejemplo, lupus) e incluso en los últimos tiempos como terapia para combatir patologías (por ejemplo, el asma bronquial). Como la moda científica plantea, los anticuerpos han sido estudiados a nivel de ADN y modificados con ingeniería genética para su conocimiento completo y sus posibles usos. Son unas proteínas con un futuro muy prometedor por sus interesantes aplicaciones en el tratamiento de enfermedades.

Debido a las características de estas proteínas y a que disponemos de técnicas para el diseño de moléculas que jamás habríamos imaginado, era de esperar que se buscaran moléculas sintéticas con la especificidad de los anticuerpos pero con modificaciones estructurales adecuadas a múltiples fines, los llamados “Antibody mimetics”, un paso adelante en la versatilidad de los anticuerpos. El elenco de mimetizadores abarca proteínas de pequeño tamaño, ácidos nucleicos y otras moléculas pequeñas. Estas sustancias sintéticas suelen presentar mejor solubilidad, mayor penetración en los tejidos, más estabilidad frente a degradación con enzimas y menores costes de producción, por lo que no es de extrañar que haya originado grandes expectativas para la utilización en terapias y diagnóstico de enfermedades.

Un ejemplo concreto de “Antibody mimetics” son los “Affibodies”. Estas son unas proteínas desarrolladas por una empresa de biotecnología sueca, Affibody AB. Su diseño se basa en la región de los anticuerpos capaz de reconocer al antígeno, concretamente del dominio Z de la proteína A (de Staphylococcus aereus). Estos se producen con sistemas de expresión in vivo o mediante síntesis química. Una de sus grandes ventajas es tu tamaño de 6 KDa frente a un anticuerpo de aproximadamente 150 KDa. Son capaces de resistir temperaturas muy altas y pH extremos. Algunas aplicaciones de estos podría ser como marcador del receptor HER2/neu muy expresado en los canceres de mama.

Nanotecnología contra el cáncer

No se puede negar que el progreso hacia la curación del cáncer lleva un ritmo cada día más acelerado aunque todavía en muchos casos se trabaja siguiendo el esquema de prueba y error. Esto podría cambiar radicalmente en menos de diez años, según ha adelantado Robert Langer, padre de la nanotecnologia e investigador del MIT. La idea, aún en fase de desarrollo, consiste en una nanopartícula de apenas ocho micras que está compuesta por entre 30 y 50 pocillos en los que se disponen cantidades mínimas de los medicamentos que los oncólogos sospechan que podrían funcionar en un determinado tipo de tumor.

"No sé si es lo que llegará antes a la práctica clínica, pero si es lo más nuevo en lo que estamos trabajando" dice Langer. El proyecto tiene se va a probar en pacientes del Memorial Sloan Kettering Cancer Center de Nueva York, bajo la supervisión del oncólogo José Baselga, que ha definido la idea como "revolucionaria".

La nanopartícula se insertaría bajo la piel, en un procedimiento tan sencillo como una biopsia y viajaría hasta el tumor, para volver después al lugar de la inserción, donde volvería a ser extraída e insertada en una máquina que "leería" la respuesta del tumor a los distintos fármacos. "Es como hacer un antibiograma del tumor", explica entusiasmado Baselga.

La ventaja de este procedimiento que, según Langer, podría estar en la práctica clínica en "entre cinco y diez años" sería que se evitaría probar los fármacos con sus dosis completas y su consecuente toxicidad. El dispositivo, además, serviría para todo tipo de tratamientos oncológicos, desde los biológicos hasta la quimioterapia.

Reconstrucción por ordenador de la nanopartícula
ideada por el equipo del Dr. Langer

Además de adelantar este futurible, Langer comentó que otros avances nanotecnológicos están a punto de poder ser utilizados por los pacientes de cáncer. En concreto, mencionó los de dos empresas biotecnológicas: la compañía Bind Therapeutics, que tiene ensayos en fase II de una nanoparticula, acurina, que destina un fármaco ya conocido, el docetaxel, a un antígeno específico del cáncer de próstata, para casos avanzados de la enfermedad. La otra empresa, Alnylam, está probando en fase III unas nanopartículas con una carga muy especial: fármacos que se dirigen a las señales del ARN. Aunque no se están ensayando en cáncer, sino en enfermedades más raras como la amiloidosis, el potencial de esta aproximación se prevé muy amplio.

El investigador estadounidense también habló de la repercusión práctica del desarrollo de estos nanofármacos, algunos de los cuáles ya están en la práctica clínica -por ejemplo, para el tratamiento del glioma, un tumor cerebral de mal pronóstico-. Así, Langer señaló que una de las principales ventajas, además de poder controlar la dosis y el lugar de liberación, es reducir la toxicidad y efectos secundarios asociados tradicionalmente a este tipo de tratamientos.

Un trasplante de células madre embrionarias logra regenerar la visión

Un trasplante de células madre embrionarias logró devolver la visión en pacientes con ceguera y mejoró la vista de otras personas que tenían una vida limitada por tener discapacidad visual, sin dar efectos secundarios pasados 22 meses desde que se realizo el transplante.

En la investigación, realizada en Estados Unidos por uno de los grupos líderes mundiales en medicina regenerativa, se trataron 18 pacientes que sufrían dos enfermedades incurables de la retina. Nueve de ellas padecían degeneración macular vinculada a la edad y las otras nueve distrofia macular de Stargardt, una enfermedad ocular hereditaria que se caracteriza por una degeneración muscular.

Robert Lanza

Liderado por Robert Lanza, director científico de Advanced Cell Technology, el estudio no sólo ha demostrado la seguridad del uso terapéutico de las células madre, sino que también ha logrado resultados positivos en el tratamiento de las dos enfermedades oculares que suponen la primera causa de ceguera en los países desarrollados.

Las células madre son muy prometedoras como tratamiento para diversas afecciones desde cardíacas hasta renales e incluso como posible solución para enfermedades como la esclerosis múltiple. Aun y así también han despertado debate sobre si los tratamiento deberían basarse en el uso de células madre embrionarias (hESCs de sus siglas en Inglés) o en celulas madre pluripotentes adultas obtenidas del mismo paciente. El debate es parcialmente debido a si el uso de hESCs es ético pero también por cuestiones de seguridad para el paciente ya que muchos de los estudios realizados en animales han acabado produciendo tumores y rechazo por parte del sistema inmunitario. Por eso el hecho de que 18 pacientes que han recibido un transplante de hESCs sin mostrar efectos secundarios desde entonces es un gran hito y un gran progreso en la medicina regenerativa basada en células madre.

A los pacientes se les aplicaron dosis de entre 50.000 y 150.000 células. Aplicando el tratamiento en un único ojo los investigadores tenían la muestra control perfecta para ver cualquier mejora mínimamente significativa en la visión. "El número de pacientes del estudio fue demasiado pequeño para sacar cualquier conclusión referente a la mejor dosis para lograr una mejora en la visión, pero hemos visto los mayores avances con las dosis de células más elevadas", aseguró Lanza, jefe científico de Advanced Cell Technology (ACT).

Los especialistas explicaron que no es casualidad que el primer uso terapéutico en humanos se haya aplicado en un trastorno que afecta a los ojos, ya que estos órganos están muy aislados del sistema inmune y eso reduce el riesgo de rechazo.

Diez de los 18 pacientes (un 55%) tuvieron mejoras significativas en la agudeza visual del ojo tratado mientras que otros siete no mostraron ninguna mejora y solo uno empeoro. Por otro lado ninguno de los ojos sin tratar mostró ninguna mejora aunque "los investigadores no pueden descartar el efecto placebo ya que tanto los médicos como los pacientes eran conscientes de que ojo había sido tratado".

Una biotecnológica catalana, ganadora del Premio Expoquímica I+D+i

Actualmente no existe ningún fármaco en el mercado que pueda combatir y revertir los déficits cognitivos de la esquizofrenia. Los medicamentos antipsicóticos se limitan a tratar los síntomas positivos (delirios, alucinaciones, etc.) y negativos (dificultad en el habla, emociones impropias, etc.), y sólo algunos –los antipsicòtics atípicos– pueden paliar pequeños aspectos de los déficits cognitivos provocados por esta enfermedad, pero con graves efectos secundarios.

El IPR019 de Iproteos es el proyecto más avanzado de la spin-off. Consiste en el desarrollo de un potenciador cognitivo de última generación que ya ha demostrado su eficacia, con resultados muy positivos, en modelos animales de la enfermedad: se ha conseguido una mejora de las capacidades del aprendizaje y memoria afectadas por la esquizofrenia, lo cual no sucede con la administración de los tratamientos actuales.

Además, su mecanismo de acción es completamente diferente lo que le convierte en un ‘first in class’. Se trata de un fármaco de los llamados ‘de tercera generación’, que están en la interfaz entre los fármacos tradicionales y los de segunda generación (fármacos proteicos). Está basado en unas moléculas llamadas péptidos que bloquean la acción de las proteasas y son capaces de atravesar la barrera hematoencefálica, un sistema protector del cerebro que hasta ahora la gran mayoría de fármacos del mercado no han conseguido atravesar.

Para el desarrollo de este tipo de fármacos, Tarragó y Giralt combinan su amplia experiencia investigadora en péptidos y proteasas con técnicas de diseño in silico y las tecnologías más innovadoras en síntesis de péptidos, como la tecnología propia IPRO, una combinación de herramientas informáticas y biotecnológicas desarrolladas por el propio equipo de investigación de Iproteos para la modelización informática de procesos biológicos.

Iproteos, ubicada en el Parc Científic de Barcelona, es una spin-off creada en 2011 por dos científicos, Teresa Tarragó y Ernest Giralt, en base a la transferencia de una tecnología generada en el seno del Instituto de Investigación Biomédica (IRB Barcelona) y de la Universitat de Barcelona. El proyecto de la biotecnológica se centra en el descubrimiento de fármacos de tercera generación para enfermedades del sistema nervioso central, y ha recibido el apoyo económico de ACCIÓ la agencia para la competitividad de la empresa de la Generalitat de Catalunya–, del Ministerio de Economía y Competitividad y del Centro para el Desarrollo Tecnológico Industrial (CDTI).

"El premio supone un importante reconocimiento al proyecto y a la investigación realizada por el equipo de Iproteos. El hecho de haber sido escogidos ganadores en un certamen tan competitivo nos posiciona como una de las empresas biotecnológicas más innovadoras del estado español. Sin duda, el galardón nos permitirá avanzar hacia la fase de ensayos clínicos con nuestro fármaco para el tratamiento de la esquizofrenia", declara Teresa Tarragó, directora general de Iproteos.