Limitaciones, peligros y complicaciones del trasplante celular

La medicina plástica regenerativa se basa en la aplicación clínica de las propiedades toti- y pluripotentes de las células madre embrionarias y progenitoras, que permiten in vitro e in vivo la creación de líneas celulares específicas que repoblan tejidos y órganos dañados de una persona enferma.

La posibilidad real de utilizar células madre embrionarias y células madre de tejidos definitivos (las llamadas células madre adultas) de humanos con fines terapéuticos ya no está en duda. Sin embargo, expertos de las Academias Nacional y Médica de EE. UU. (Células madre y el futuro de la medicina regenerativa, National Academy Press) y del Instituto Nacional de Salud de EE. UU. (Células madre y las futuras direcciones de investigación, Nat. Inst., of Health USA) recomiendan un estudio más detallado de las propiedades de las células madre en experimentos con modelos biológicos adecuados y una evaluación objetiva de todas las consecuencias del trasplante, y solo entonces utilizar las células madre en la clínica.

Se ha establecido que las células madre forman parte de los derivados tisulares de las tres capas germinales. Se encuentran en la retina, la córnea, la epidermis, la médula ósea, la sangre periférica, los vasos sanguíneos, la pulpa dental, el riñón, el epitelio gastrointestinal, el páncreas y el hígado. Mediante métodos modernos, se ha demostrado que las células madre neurales se localizan en el cerebro y la médula espinal de un adulto. Estos datos sensacionales atrajeron la atención de científicos y medios de comunicación, ya que las neuronas cerebrales constituyen un ejemplo clásico de una población celular estática que no se restaura. Tanto en la fase inicial como en la tardía de la ontogénesis, las neuronas, los astrocitos y los oligodendrocitos se forman en el cerebro de animales y humanos gracias a las células madre neurales (Células madre: progreso científico y futuras direcciones de investigación. Instituto Nacional de Salud de EE. UU.).

Sin embargo, en condiciones normales, la plasticidad de las células madre de tejidos definitivos no se manifiesta. Para que estas células alcancen su potencial plástico, deben aislarse y cultivarse en medios con citocinas (LIF, EGF, FGF). Además, los derivados de células madre solo se injertan con éxito al trasplantarse a un animal con un sistema inmunitario deprimido (irradiación gamma, citostáticos, busulfán, etc.). Hasta la fecha, no se ha obtenido evidencia convincente de la implementación de la plasticidad de las células madre en animales que no hayan estado expuestos a radiación u otros efectos que causen inmunosupresión profunda.

En estas condiciones, el potencial peligroso de las células madre embrionarias (CME) se manifiesta, en primer lugar, durante su trasplante en zonas ectópicas: durante la inyección subcutánea de CME en ratones inmunodeficientes, se forman teratocarcinomas en el sitio de inyección. Además, durante el desarrollo del embrión humano, la frecuencia de anomalías cromosómicas es mayor que en la embriogénesis animal. En la etapa de blastocisto, solo entre el 20 % y el 25 % de los embriones humanos consisten en células con un cariotipo normal, y la gran mayoría de los embriones humanos tempranos obtenidos mediante fertilización in vitro presentan mosaicismo cromosómico caótico y, con frecuencia, presentan aberraciones numéricas y estructurales.

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Efectos beneficiosos de las células madre

Los resultados preliminares de ensayos clínicos confirman el efecto beneficioso de las células madre en el paciente, pero aún se desconocen los efectos a largo plazo del trasplante celular. Inicialmente, la literatura estaba dominada por informes sobre resultados positivos del trasplante de fragmentos cerebrales embrionarios en la enfermedad de Parkinson, pero posteriormente comenzaron a aparecer datos que negaban el efecto terapéutico efectivo del tejido nervioso embrionario o fetal trasplantado al cerebro de los pacientes.

A mediados del siglo XX, se descubrió por primera vez la restauración de la hematopoyesis en animales letalmente irradiados después de la transfusión intravenosa de células de médula ósea, y en 1969, el investigador estadounidense D. Thomas realizó el primer trasplante de médula ósea en humanos. La falta de conocimiento sobre los mecanismos de incompatibilidad inmunológica de las células de médula ósea del donante y del receptor en ese momento condujo a una alta mortalidad debido al fracaso frecuente del trasplante y al desarrollo de la reacción de injerto contra huésped. El descubrimiento del complejo mayor de histocompatibilidad, que incluye antígenos leucocitarios humanos (HbA), y la mejora de sus métodos de tipificación permitieron aumentar significativamente la supervivencia después del trasplante de médula ósea, lo que condujo al uso generalizado de este método de tratamiento en oncohematología. Una década más tarde, se realizaron los primeros trasplantes de células madre hematopoyéticas (HSC) obtenidas de sangre periférica mediante leucoféresis. En 1988, la sangre del cordón umbilical se utilizó por primera vez como fuente de células madre hematopoyéticas (CMH) en Francia para tratar a un niño con anemia de Fanconi. Desde finales del año 2000, se han publicado artículos sobre la capacidad de las CMH para diferenciarse en células de diversos tipos de tejido, lo que podría ampliar su aplicación clínica. Sin embargo, se ha descubierto que el material de trasplante, junto con las CMH, contiene una cantidad significativa de impurezas celulares no hematopoyéticas de diversa naturaleza y propiedades. En este sentido, se están desarrollando métodos para purificar el trasplante y criterios para evaluar su pureza celular. En particular, se utiliza la inmunoselección positiva de células CD34+, que permite el aislamiento de CMH mediante anticuerpos monoclonales.

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Complicaciones de la terapia con células madre

Las complicaciones del trasplante de médula ósea suelen ser hematológicas y estar asociadas a un largo período de pancitopenia iatrogénica. Las complicaciones infecciosas, la anemia y las hemorragias son las más frecuentes. En este sentido, es fundamental seleccionar el método óptimo de recolección, procesamiento y almacenamiento de médula ósea para maximizar la preservación de las células madre, lo que garantizará una restauración rápida y estable de la hematopoyesis. Al caracterizar un trasplante, se suelen evaluar los siguientes parámetros: el número de células mononucleares y/o nucleadas, las unidades formadoras de colonias y el contenido de células CD34-positivas. Desafortunadamente, estos indicadores solo proporcionan una evaluación indirecta de la capacidad hematopoyética real de la población de células madre del trasplante. Actualmente, no existen parámetros absolutamente precisos para determinar la suficiencia de un trasplante para la restauración a largo plazo de la hematopoyesis en pacientes, incluso con trasplante autólogo de médula ósea. El desarrollo de criterios generales resulta extremadamente difícil debido a la falta de estándares estrictos para el procesamiento, la criopreservación y las pruebas del trasplante. Además, es necesario considerar todos los factores que influyen en los parámetros para una restauración exitosa de la hematopoyesis en cada paciente. En el trasplante autólogo de médula ósea, los más importantes son el número de ciclos de quimioterapia previos, las características del régimen de acondicionamiento, el período de la enfermedad en el que se obtuvo la médula ósea y los esquemas de uso de factores estimulantes de colonias en el período postrasplante. Además, no debe olvidarse que la quimioterapia previa a la obtención del trasplante puede tener un efecto negativo sobre las células madre de la médula ósea.

La incidencia de complicaciones tóxicas graves aumenta significativamente durante el trasplante alogénico de médula ósea. En este sentido, los datos estadísticos sobre el trasplante alogénico de médula ósea en la talasemia son de interés. Los informes del Grupo Europeo de Trasplante de Médula Ósea han registrado alrededor de 800 trasplantes de médula ósea a pacientes con talasemia mayor. El trasplante alogénico en la talasemia se realiza en la gran mayoría de los casos de hermanos HLA idénticos, lo que se asocia con complicaciones graves y alta mortalidad durante el trasplante de material de células madre de donantes parcialmente compatibles emparentados o no emparentados compatibles. Para minimizar el riesgo de complicaciones infecciosas fatales, los pacientes se colocan en cajas asépticas aisladas con flujo de aire laminar y reciben una dieta baja o abacteriana. Para la descontaminación bacteriana del intestino, se prescriben formas no reabsorbibles de antibióticos y fármacos antimicóticos por vía oral. Para la profilaxis, se administra anfotericina B por vía intravenosa. La prevención de infecciones sistémicas se refuerza con amikacina y ceftazidima, que se prescriben el día anterior al trasplante y se continúa el tratamiento hasta el alta. Todos los hemoderivados se irradian a una dosis de 30 Gy antes de la transfusión. La nutrición parenteral durante el trasplante es necesaria y se inicia inmediatamente después de la restricción alimentaria de forma natural.

La alta toxicidad de los fármacos inmunosupresores puede provocar diversas complicaciones, que a menudo causan náuseas, vómitos, mucositis, daño renal y neumonía intersticial. Una de las complicaciones más graves de la quimioterapia es la enfermedad venooclusiva hepática, que puede ser mortal en el período postrasplante temprano. Los factores de riesgo de trombosis venosa del sistema porta hepático incluyen la edad de los pacientes, la presencia de hepatitis y fibrosis hepática, así como el tratamiento inmunosupresor tras el trasplante de médula ósea. La enfermedad venooclusiva es especialmente peligrosa en la talasemia, que se acompaña de hemosiderosis hepática, hepatitis y fibrosis, síntomas frecuentes de la terapia transfusional. La trombosis venosa del sistema porta hepático se desarrolla entre una y dos semanas después del trasplante y se caracteriza por un aumento rápido de la bilirrubina y la actividad de las transaminasas en sangre, progresión de la hepatomegalia, ascitis, encefalopatía y dolor abdominal superior. Histológicamente, el material de autopsia revela daño endotelial, hemorragias subendoteliales, daño a los hepatocitos centrolobulillares y obstrucción trombótica de las vénulas y venas centrales del hígado. Se han descrito casos de paro cardíaco mortal asociado a los efectos tóxicos de los citostáticos en pacientes con talasemia.

Durante el período pretrasplante, la ciclofosfamida y el busulfán suelen causar cistitis tóxica-hemorrágica con cambios patológicos en las células uroepiteliales. El uso de ciclosporina A en el trasplante de médula ósea suele ir acompañado de nefrotoxicidad y neurotoxicidad, síndrome hipertensivo, retención de líquidos y citólisis de hepatocitos. La disfunción sexual y reproductiva es más frecuente en mujeres. En niños pequeños, el desarrollo puberal no suele verse afectado tras el trasplante, pero en niños mayores, la patología del desarrollo de la esfera sexual puede ser muy grave, llegando incluso a la esterilidad. Entre las complicaciones directamente relacionadas con el propio trasplante se incluyen el rechazo de células de médula ósea alogénica, la incompatibilidad ABO y las formas agudas y crónicas de la enfermedad de injerto contra huésped.

En pacientes con trasplante de médula ósea ABO incompatible, se producen isoaglutininas del donante contra el receptor ABO durante 330 a 605 días después del trasplante, lo que puede provocar una hemólisis prolongada y aumentar drásticamente la necesidad de transfusiones sanguíneas. Esta complicación se previene transfundiendo únicamente glóbulos rojos tipo 0. Tras el trasplante, algunos pacientes presentan neutropenia autoinmune, trombocitopenia o pancitopenia, que requieren esplenectomía para su corrección.

En el 35-40% de los receptores, la enfermedad de injerto contra huésped aguda se desarrolla dentro de los 100 días posteriores al trasplante alogénico de médula ósea con HLA idéntico. El grado de afectación cutánea, hepática e intestinal varía desde exantema, diarrea e hiperbilirrubinemia moderada hasta descamación cutánea, obstrucción intestinal e insuficiencia hepática aguda. En pacientes con talasemia, la incidencia de enfermedad de injerto contra huésped aguda de grado I tras el trasplante de médula ósea es del 75%, y de grado II y superior es del 11-53%. La enfermedad de injerto contra huésped crónica, como síndrome multiorgánico sistémico, suele desarrollarse dentro de los 100-500 días posteriores al trasplante alogénico de médula ósea en el 30-50% de los pacientes. Se ven afectados la piel, la cavidad oral, el hígado, los ojos, el esófago y las vías respiratorias superiores. Se distingue entre una forma limitada de enfermedad injerto contra huésped crónica, cuando se ven afectados la piel o el hígado, y una forma generalizada, cuando las lesiones cutáneas generalizadas se combinan con hepatitis crónica agresiva, lesiones oculares, de las glándulas salivales o de cualquier otro órgano. La muerte suele deberse a complicaciones infecciosas derivadas de una inmunodeficiencia grave. En la talasemia, se presenta una forma leve de enfermedad injerto contra huésped crónica en el 12% de los receptores de médula ósea alogénica compatible con HLA, una forma moderada en el 3% y una forma grave en el 0,9%. Una complicación grave del trasplante de médula ósea es el rechazo del injerto, que se desarrolla entre 50 y 130 días después de la cirugía. La frecuencia del rechazo depende del régimen de acondicionamiento. En particular, en pacientes con talasemia que recibieron sólo metotrexato durante el período de preparación, se observó rechazo del trasplante de médula ósea en el 26% de los casos, con una combinación de metotrexato con ciclosporina A, en el 9% de los casos, y con la administración de sólo ciclosporina A, en el 8% de los casos (Gaziev et al., 1995).

Las complicaciones infecciosas tras el trasplante de médula ósea son causadas por virus, bacterias y hongos. Su desarrollo se asocia con neutropenia profunda inducida por fármacos quimioterapéuticos durante el periodo de acondicionamiento, daño a las barreras mucosas por citostáticos y la reacción injerto contra huésped. Dependiendo del momento de desarrollo, se distinguen tres fases de complicaciones infecciosas. En la primera fase (desarrollada en el primer mes tras el trasplante), predominan el daño a las barreras mucosas y la neutropenia, a menudo acompañadas de infecciones virales (herpes, virus de Epstein-Barr, citomegalovirus, varicela zóster), así como infecciones causadas por bacterias grampositivas y gramnegativas, hongos Candida y aspergilli. En el periodo postrasplante temprano (el segundo y tercer mes tras el trasplante), la infección más grave es la causada por citomegalovirus, que a menudo provoca la muerte de los pacientes en la segunda fase de complicaciones infecciosas. En la talasemia, la infección por citomegalovirus tras el trasplante de médula ósea se desarrolla en el 1,7-4,4% de los receptores. La tercera fase se observa en el período postrasplante tardío (tres meses después de la operación) y se caracteriza por una inmunodeficiencia combinada grave. Las infecciones causadas por varicela zóster, estreptococos, Pneumocystis carinii, Neisseria meningitidis, Haemophilus influenzae y virus hepatotrópicos son frecuentes durante este período. En la talasemia, la mortalidad en pacientes tras un trasplante de médula ósea se asocia con sepsis bacteriana y fúngica, neumonía intersticial idiopática y por citomegalovirus, síndrome de dificultad respiratoria aguda, insuficiencia cardíaca aguda, taponamiento cardíaco, hemorragia cerebral, enfermedad hepática venooclusiva y enfermedad de injerto contra huésped aguda.

Actualmente, se han logrado ciertos éxitos en el desarrollo de métodos para aislar poblaciones puras de células madre hematopoyéticas de la médula ósea. Se ha mejorado la técnica para obtener sangre fetal del cordón umbilical y se han creado métodos para aislar células hematopoyéticas de la sangre del cordón. Existen informes en la prensa científica que indican que las células madre hematopoyéticas son capaces de multiplicarse al cultivarse en medios con citocinas. Al utilizar biorreactores especialmente diseñados para la expansión de células madre hematopoyéticas, la biomasa de células madre hematopoyéticas aisladas de la médula ósea, sangre periférica o sangre del cordón umbilical aumenta significativamente. La posibilidad de expandir células madre hematopoyéticas constituye un paso importante hacia el desarrollo clínico del trasplante celular.

Sin embargo, antes de la propagación in vitro de células madre hematopoyéticas, es necesario aislar una población homogénea de células madre hematopoyéticas. Esto se logra generalmente utilizando marcadores que permiten el marcaje selectivo de células madre hematopoyéticas con anticuerpos monoclonales unidos covalentemente a un marcador fluorescente o magnético y su aislamiento utilizando un separador celular apropiado. Al mismo tiempo, el problema de las características fenotípicas de las células madre hematopoyéticas no se ha resuelto definitivamente. A. Petrenko, V. Grishchenko (2003) consideran células con antígenos CD34, AC133 y Thyl en su superficie y sin CD38, HLA-DR u otros marcadores de diferenciación (células con el fenotipo CD34+Liir) como candidatas para células madre hematopoyéticas. Los marcadores de linaje (Lin) incluyen glicoforina A (GPA), CD3, CD4, CD8, CD10, CD14, CD16, CD19, CD20 (Muench, 2001). Las células con fenotipo CD34+CD45RalüW CD71low, así como con fenotipo CD34+Thyl+CD38low/c-kit/low, se consideran prometedoras para el trasplante.

La cantidad de células madre hematopoyéticas suficiente para un trasplante eficaz sigue siendo problemática. Actualmente, las fuentes de células madre hematopoyéticas son la médula ósea, la sangre periférica y del cordón umbilical, y el hígado embrionario. La proliferación de células madre hematopoyéticas se logra cultivándolas en presencia de células endoteliales y factores de crecimiento hematopoyéticos. En diversos protocolos, se utilizan mieloproteínas, SCF, eritropoyetina, factores de crecimiento similares a la insulina, corticosteroides y estrógenos para inducir la proliferación de HSC. Al utilizar combinaciones de citocinas in vitro, es posible lograr un aumento significativo en el acervo de HSC, con un pico en su producción al final de la segunda semana de cultivo.

Tradicionalmente, el trasplante de células madre hematopoyéticas de sangre de cordón umbilical se utiliza principalmente para la hemoblastosis. Sin embargo, la dosis mínima de células hematopoyéticas necesaria para un trasplante exitoso es de 3,7 x 10⁻¹ ^células nucleadas por kg de peso corporal del receptor. El uso de una menor cantidad de células madre hematopoyéticas de sangre de cordón umbilical aumenta significativamente el riesgo de fracaso del injerto y de recaída de la enfermedad. Por lo tanto, el trasplante de células madre hematopoyéticas de sangre de cordón umbilical se utiliza principalmente para tratar la hemoblastosis en niños.

Desafortunadamente, aún no existen estándares para la obtención ni protocolos estandarizados para el uso clínico de células hematopoyéticas de sangre de cordón umbilical. En consecuencia, las células madre de sangre de cordón umbilical no son una fuente legalmente reconocida de células hematopoyéticas para trasplante. Además, no existen normas éticas ni legales que rijan las actividades y la organización de los bancos de sangre de cordón umbilicalb existentes en el extranjero. Mientras tanto, para un trasplante seguro, todas las muestras de sangre de cordón umbilical deben ser monitoreadas cuidadosamente. Antes de recolectar sangre de una mujer embarazada, se debe obtener su consentimiento. Cada mujer embarazada debe ser examinada para detectar la portación de HBsAg, la presencia de anticuerpos contra los virus de la hepatitis C, VIH y sífilis. Cada muestra de sangre de cordón umbilical debe analizarse como estándar para el número de células nucleadas, CD34+ y la capacidad de formación de colonias. Además, se lleva a cabo la tipificación de HbA1c, la determinación del grupo sanguíneo por ABO y su pertenencia por el factor Rh. Los procedimientos de prueba necesarios incluyen el cultivo bacteriológico para esterilidad, pruebas serológicas para infecciones por VIH-1 y VIH-2, HBsAg, hepatitis C viral, infección por citomegalovirus, HTLY-1 y HTLY-II, sífilis y toxoplasmosis. Además, se realiza la reacción en cadena de la polimerasa para detectar infecciones por citomegalovirus y VIH. Se recomienda complementar los protocolos de prueba con un análisis de GSC de sangre de cordón umbilical para detectar enfermedades genéticas como la alfa-talasemia, la anemia de células falciformes, la deficiencia de adenosina deaminasa, la agammaglobulinemia de Bruton y las enfermedades de Hurler y de Ponter.

La siguiente etapa de la preparación para el trasplante es la preservación de las células madre hematopoyéticas. Los procedimientos más peligrosos para la viabilidad celular durante su preparación son la congelación y la descongelación. Al congelar células hematopoyéticas, una parte significativa puede destruirse debido a la formación de cristales. Se utilizan sustancias especiales (crioprotectores) para reducir el porcentaje de muerte celular. El DMSO se utiliza con mayor frecuencia como crioprotector en una concentración final del 10%. Sin embargo, el DMSO en esta concentración se caracteriza por un efecto citotóxico directo, que se manifiesta incluso en condiciones de exposición mínima. La reducción del efecto citotóxico se logra mediante el estricto mantenimiento de la temperatura cero del modo de exposición, así como el cumplimiento de las normas de procesamiento del material durante y después de la descongelación (velocidad de todas las manipulaciones, uso de múltiples procedimientos de lavado). No se deben utilizar concentraciones de DMSO inferiores al 5%, ya que esto provoca la muerte masiva de células hematopoyéticas durante el período de congelación.

La presencia de impurezas eritrocitarias en la mezcla de suspensión de células madre hematopoyéticas crea un riesgo de desarrollar una reacción de incompatibilidad para los antígenos eritrocitarios. Al mismo tiempo, cuando se eliminan los eritrocitos, la pérdida de células hematopoyéticas aumenta significativamente. En este sentido, se ha propuesto un método de aislamiento no fraccionado de células madre hematopoyéticas. En este caso, se utiliza una solución de DMSO al 10% y un enfriamiento a velocidad constante (GS/min) a -80 °C para proteger las células nucleadas de los efectos dañinos de las bajas temperaturas, después de lo cual la suspensión celular se congela en nitrógeno líquido. Se cree que este método de criopreservación resulta en la lisis parcial de los eritrocitos, por lo que las muestras de sangre no requieren fraccionamiento. Antes del trasplante, la suspensión celular se descongela, se lava de hemoglobina libre y DMSO en una solución de albúmina humana o en suero sanguíneo. La conservación de los precursores hematopoyéticos con este método es de hecho mayor que con el fraccionamiento de la sangre del cordón umbilical, pero persiste el riesgo de complicaciones transfusionales debido a la transfusión de eritrocitos ABO incompatibles.

El establecimiento de un sistema bancario para el almacenamiento de muestras de células madre hematopoyéticas (CMH) con análisis de HLA y tipificación podría resolver los problemas mencionados. Sin embargo, esto requiere el desarrollo de normas éticas y legales, que actualmente se encuentran en fase de debate. Antes de crear una red bancaria, es necesario adoptar una serie de regulaciones y documentos sobre la estandarización de los procedimientos de recolección, fraccionamiento, análisis y tipificación, así como la criopreservación de CMH. Un requisito indispensable para el funcionamiento eficaz de los bancos de CMH es la organización de una base informática para la interacción con los registros de la Asociación Mundial de Donantes de Médula Ósea (WMDA) y el Programa Nacional de Donantes de Médula Ósea de Estados Unidos (NMDP).

Además, es necesario optimizar y estandarizar los métodos de expansión de células madre hematopoyéticas in vitro, principalmente de células hematopoyéticas de sangre de cordón umbilical. La expansión de células madre hematopoyéticas de sangre de cordón umbilical es necesaria para aumentar el número de receptores potenciales compatibles con el sistema HLA. Debido a los pequeños volúmenes de sangre de cordón umbilical, la cantidad de células madre hematopoyéticas que contiene no suele ser suficiente para asegurar la repoblación de la médula ósea en pacientes adultos. Asimismo, para realizar trasplantes no emparentados, es necesario tener acceso a un número suficiente de muestras de células madre hematopoyéticas tipificadas (de 10 000 a 1 500 000 por receptor).

El trasplante de células madre hematopoyéticas no elimina las complicaciones asociadas al trasplante de médula ósea. Los análisis muestran que, con el trasplante de células madre de sangre de cordón umbilical, se desarrollan formas graves de enfermedad injerto contra huésped aguda en el 23 % de los receptores, y formas crónicas en el 25 %. En pacientes oncohematológicos, se observan recaídas de leucemia aguda durante el primer año tras el trasplante de células madre de sangre de cordón umbilical en el 26 % de los casos.

En los últimos años, los métodos de trasplante de células madre hematopoyéticas periféricas se han desarrollado intensamente. El contenido de CMH en sangre periférica es tan bajo (1 CMH por cada 100.000 células sanguíneas) que su aislamiento sin una preparación especial no tiene sentido. Por lo tanto, al donante se le administra primero un tratamiento farmacológico para estimular la liberación de células hematopoyéticas de la médula ósea a la sangre. Para ello, se utilizan fármacos poco inocuos como la ciclofosfamida y el factor estimulante de colonias de granulocitos. Sin embargo, incluso después del procedimiento de movilización de CMH a la sangre periférica, el contenido de células CD34+ no supera el 1,6 %.

Para la movilización de células madre hematopoyéticas en la clínica, se utiliza con mayor frecuencia la S-SEC, que se caracteriza por una tolerancia relativamente buena, con la excepción de la aparición casi natural de dolor óseo. Cabe destacar que el uso de separadores de sangre modernos permite el aislamiento efectivo de células madre hematopoyéticas. Sin embargo, en condiciones normales de hematopoyesis, se deben realizar al menos 6 procedimientos para obtener una cantidad suficiente de células madre hematopoyéticas con una capacidad de repoblación comparable a la de la suspensión de médula ósea. Cada procedimiento requiere el procesamiento de 10 a 12 litros de sangre en el separador, lo que puede causar trombocitopenia y leucopenia. El procedimiento de separación implica la administración de un anticoagulante (citrato de sodio) al donante, lo que no excluye, sin embargo, la activación plaquetaria por contacto durante la centrifugación extracorpórea. Estos factores propician el desarrollo de complicaciones infecciosas y hemorrágicas. Otra desventaja del método es la importante variabilidad de la respuesta de movilización, lo que requiere monitorear el contenido de HSC en la sangre periférica de los donantes, necesario para determinar su nivel máximo.

El autotrasplante de células madre hematopoyéticas, a diferencia del alotrasplante, elimina por completo el rechazo. Sin embargo, una desventaja significativa del autotrasplante de células madre hematopoyéticas, que limita sus indicaciones, es la alta probabilidad de reinfusión de células clonales leucémicas con el trasplante. Además, la ausencia del efecto inmunitario "injerto contra tumor" aumenta significativamente la frecuencia de recaídas de hematopoyesis maligna. Por lo tanto, el único método radical para eliminar la hematopoyesis clonal neoplásica y restaurar la hematopoyesis policlonal normal en los síndromes mielodisplásicos sigue siendo la poliquimioterapia intensiva con trasplante de hematopoyesis alogénica.

Pero incluso en este caso, el tratamiento para la mayoría de las hemoblastosis está dirigido únicamente a aumentar el tiempo de supervivencia de los pacientes y mejorar su calidad de vida. Según varios estudios a gran escala, la supervivencia libre de recaída a largo plazo después del alotrasplante de células madre hematopoyéticas se logra en el 40% de los pacientes oncohematológicos. Cuando se utilizan células madre de un hermano HLA-compatible, los mejores resultados se observan en pacientes jóvenes con un historial corto de la enfermedad, un recuento de células blásticas de hasta el 10% y una citogenética favorable. Desafortunadamente, la mortalidad asociada con el procedimiento de alotrasplante de células madre hematopoyéticas en pacientes con enfermedades mielodisplásicas sigue siendo alta (en la mayoría de los informes, alrededor del 40%). Los resultados de un trabajo de 10 años del Programa Nacional de Donantes de Médula Ósea en los EE. UU. (510 pacientes, edad media - 38 años) indican que la supervivencia libre de recaída durante dos años es del 29% con una probabilidad relativamente baja de recaída (14%). Sin embargo, la mortalidad asociada al alotrasplante de células madre hematopoyéticas (CMH) de un donante no emparentado es extremadamente alta y alcanza el 54 % en un período de dos años. Se obtuvieron resultados similares en un estudio europeo (118 pacientes, mediana de edad: 24 años, supervivencia libre de recaída a dos años: 28 %, recaída: 35 % y mortalidad: 58 %).

Durante los ciclos intensivos de quimioterapia con posterior restablecimiento de la hematopoyesis con células hematopoyéticas alogénicas, suelen presentarse complicaciones inmunohematológicas y transfusionales. Estas se deben, en gran medida, a que los grupos sanguíneos humanos se heredan independientemente de las moléculas del MHC. Por lo tanto, incluso si el donante y el receptor son compatibles con los principales antígenos HLA, sus eritrocitos pueden presentar fenotipos diferentes. Se distingue entre incompatibilidad "mayor", cuando el receptor presenta anticuerpos preexistentes contra los antígenos eritrocitarios del donante, y incompatibilidad "menor", cuando el donante presenta anticuerpos contra los antígenos eritrocitarios del receptor. Es posible que se presenten casos de incompatibilidad "mayor" y "menor" combinados.

Los resultados de un análisis comparativo de la eficacia clínica del alotrasplante de células madre hematopoyéticas de médula ósea y sangre de cordón umbilical en hemoblastosis indican que en los niños después del alotrasplante de células madre hematopoyéticas de sangre de cordón umbilical, el riesgo de desarrollar una reacción de injerto contra huésped se reduce significativamente, pero se observa un período más largo de recuperación del número de neutrófilos y plaquetas con una mayor incidencia de mortalidad a los 100 días del trasplante.

El estudio de las causas de mortalidad precoz permitió esclarecer las contraindicaciones para el trasplante alogénico de células madre hematopoyéticas, entre las que se encuentran las más importantes:

• la presencia de pruebas positivas para infección por citomegalovirus en el receptor o el donante (sin tratamiento preventivo);
• enfermedad aguda por radiación;
• la presencia o incluso sospecha de la presencia de una infección micótica en un paciente (sin realizar profilaxis sistémica precoz con fármacos fungicidas);
• hemoblastosis, en las que los pacientes recibieron un tratamiento a largo plazo con citostáticos (debido a la alta probabilidad de paro cardíaco repentino y fallo multiorgánico);
• trasplante de donantes HLA no idénticos (sin profilaxis de la reacción injerto contra huésped aguda con ciclosporina A);
• hepatitis viral crónica C (debido al alto riesgo de desarrollar enfermedad venooclusiva del hígado).

Por lo tanto, el trasplante de células madre hematopoyéticas (CMH) puede causar complicaciones graves, que a menudo conducen a la muerte. En el período inicial (hasta 100 días después del trasplante), estas incluyen complicaciones infecciosas, enfermedad injerto contra huésped aguda, rechazo del injerto (fracaso de las CMH del donante), enfermedad hepática venooclusiva, así como daño tisular causado por la toxicidad del régimen de acondicionamiento, que se caracteriza por una alta tasa de remodelación (piel, endotelio vascular, epitelio intestinal). Las complicaciones del período postrasplante tardío incluyen enfermedad injerto contra huésped crónica, recaídas de la enfermedad subyacente, retraso del crecimiento en niños, disfunción del sistema reproductivo y de la glándula tiroides, y daño ocular.

Recientemente, en relación con las publicaciones sobre la plasticidad de las células de la médula ósea, ha surgido la idea de utilizar las CMH para tratar infartos y otras enfermedades. Si bien algunos experimentos con animales respaldan esta posibilidad, las conclusiones sobre la plasticidad de las células de la médula ósea aún deben confirmarse. Esta circunstancia debe ser considerada por quienes creen que las células de médula ósea humana trasplantadas se transforman fácilmente en células del músculo esquelético, el miocardio o el sistema nervioso central (SNC). La hipótesis de que las CMH son una fuente celular natural de regeneración de estos órganos requiere evidencia sólida.

En particular, se han publicado los primeros resultados de un estudio aleatorizado abierto realizado por V. Belenkov (2003). Su propósito fue estudiar el efecto de la C-SvK (es decir, la movilización de células madre hematopoyéticas autólogas a la sangre) en el estado clínico, hemodinámico y neurohumoral de pacientes con insuficiencia cardíaca crónica de moderada a grave, así como evaluar su seguridad en comparación con la terapia estándar (inhibidores de la enzima convertidora de angiotensina, betabloqueantes, diuréticos, glucósidos cardíacos). En la primera publicación de los resultados del estudio, los autores del programa señalan que el único argumento a favor de la O-SvK son los resultados del tratamiento de un paciente, que mostró una mejora indiscutible en todos los parámetros clínicos y hemodinámicos en comparación con la terapia con este fármaco. Sin embargo, la teoría de la movilización de HSC al torrente sanguíneo con posterior regeneración miocárdica en la zona postinfarto no se confirmó: incluso en un paciente con dinámica clínica positiva, la ecocardiografía de estrés con dobutamina no reveló la aparición de zonas de miocardio viable en el área de la cicatriz.

Cabe señalar que, en la actualidad, los datos son claramente insuficientes para recomendar la terapia celular de reemplazo para su implementación generalizada en la práctica clínica diaria. Se necesitan estudios clínicos bien diseñados y de alta calidad para determinar la eficacia de las diversas opciones de terapia celular regenerativa, desarrollar indicaciones y contraindicaciones, así como directrices para el uso combinado de la terapia regenerativa-plástica y el tratamiento quirúrgico o conservador tradicional. Aún no se ha respondido a la pregunta de qué población específica de células de la médula ósea (madre hematopoyética o estromal) puede dar lugar a neuronas y cardiomiocitos, y tampoco está claro qué condiciones contribuyen a esto in vivo.

Se está trabajando en estas áreas en muchos países. En el resumen del simposio sobre insuficiencia hepática aguda de los Institutos Nacionales de Salud de EE. UU., entre los métodos de tratamiento prometedores, junto con el trasplante de hígado, se mencionan el trasplante de hepatocitos xenogénicos o alogénicos y la conexión extracorpórea de biorreactores con células hepáticas. Existe evidencia directa de que solo los hepatocitos extraños funcionalmente activos pueden brindar un soporte efectivo al hígado del receptor. Para el uso clínico de hepatocitos aislados, es necesario crear un banco de células, lo que reducirá significativamente el tiempo entre el aislamiento de las células y su uso. El método más aceptable para crear un banco de hepatocitos aislados es la criopreservación de células hepáticas en nitrógeno líquido. Al usar estas células en la clínica en pacientes con insuficiencia hepática aguda y crónica, se ha revelado un efecto terapéutico bastante alto.

A pesar de los resultados optimistas y alentadores del trasplante de células hepáticas en experimentos y práctica clínica, aún existen muchos problemas que están lejos de resolverse. Estos incluyen un número limitado de órganos adecuados para la obtención de hepatocitos aislados, métodos insuficientemente efectivos para su aislamiento, la ausencia de métodos estandarizados para la preservación de células hepáticas, conceptos ambiguos sobre los mecanismos de regulación del crecimiento y la proliferación de las células trasplantadas, y la ausencia de métodos adecuados para evaluar el injerto o el rechazo de hepatocitos alogénicos. Esto también incluye la presencia de inmunidad al trasplante cuando se utilizan células alogénicas y xenogénicas, aunque menor que en el trasplante hepático ortotópico, pero que requiere el uso de inmunosupresores, la encapsulación de hepatocitos aislados o su tratamiento especial con enzimas. El trasplante de hepatocitos a menudo conduce a un conflicto inmunitario entre el receptor y el donante en forma de una reacción de rechazo, que requiere el uso de citostáticos. Una solución a este problema puede ser el uso de portadores microporosos poliméricos para aislar las células del hígado, lo que mejorará su supervivencia, ya que la membrana de la cápsula protege eficazmente a los hepatocitos a pesar de la inmunización del huésped.

Sin embargo, en casos de insuficiencia hepática aguda, dicho trasplante de hepatocitos resulta ineficaz debido al tiempo relativamente largo que requieren las células hepáticas para injertarse en un nuevo entorno y alcanzar su función óptima. Una posible limitación es la secreción de bilis durante el trasplante ectópico de hepatocitos aislados, y al utilizar biorreactores, una barrera fisiológica importante es la discordancia de especies entre las proteínas humanas y las proteínas producidas por hepatocitos xenogénicos.

Existen informes en la literatura que indican que el trasplante local de células madre estromales de médula ósea facilita la corrección eficaz de defectos óseos, y la restauración del tejido óseo en este caso avanza con mayor intensidad que con la regeneración reparativa espontánea. Varios estudios preclínicos en modelos experimentales demuestran convincentemente la posibilidad de utilizar trasplantes de células estromales de médula ósea en ortopedia, aunque se requiere mayor investigación para optimizar estos métodos, incluso en los casos más simples. En particular, aún no se han encontrado las condiciones óptimas para la expansión de células estromales osteogénicas ex vivo, y la estructura y composición de su portador ideal (matriz) siguen sin desarrollarse. No se ha determinado el número mínimo de células necesario para la regeneración ósea volumétrica.

Se ha demostrado que las células madre mesenquimales exhiben plasticidad transgerminal, es decir, la capacidad de diferenciarse en tipos celulares fenotípicamente no relacionados con las células de la línea original. Bajo condiciones óptimas de cultivo, las líneas de células madre estromales de médula ósea policlonales pueden soportar más de 50 divisiones in vitro, lo que hace posible obtener miles de millones de células estromales a partir de 1 ml de aspirado de médula ósea. Sin embargo, la población de células madre mesenquimales es heterogénea, lo que se manifiesta tanto por la variabilidad en los tamaños de las colonias, diferentes tasas de su formación y diversidad morfológica de los tipos celulares, desde células fusiformes similares a fibroblastos hasta células planas grandes. La heterogeneidad fenotípica se observa después de solo 3 semanas de cultivo de células madre estromales: algunas colonias forman nódulos de tejido óseo, otras forman grupos de adipocitos y otras, más raramente, forman islas de tejido cartilaginoso.

El trasplante de tejido nervioso embrionario se utilizó inicialmente para tratar enfermedades degenerativas del sistema nervioso central. En los últimos años, se han trasplantado elementos celulares de neuroesferas obtenidas de células madre neurales en lugar de tejido cerebral embrionario (Poltavtseva, 2001). Las neuroesferas contienen precursores comprometidos de neuronas y neuroglia, lo que brinda esperanzas para la restauración de las funciones cerebrales perdidas después de su trasplante. Tras el trasplante de células de neuroesferas dispersas en la región estriada del cerebro de rata, se observó su proliferación y diferenciación en neuronas dopaminérgicas, lo que eliminó la asimetría motora en ratas con hemiparkinsonismo experimental. Sin embargo, en algunos casos, se desarrollaron tumores a partir de células de neuroesferas, lo que provocó la muerte de los animales (Bjorklund, 2002).

En la clínica, estudios exhaustivos de dos grupos de pacientes, en los que ni los pacientes ni los médicos que los observaban sabían (estudio doble ciego), que un grupo de pacientes fue trasplantado con tejido embrionario con neuronas productoras de dopamina, y el segundo grupo se sometió a una cirugía simulada, arrojaron resultados inesperados. Los pacientes trasplantados con tejido nervioso embrionario no se sintieron mejor que los pacientes del grupo control. Además, 5 de 33 pacientes desarrollaron discinesia persistente dos años después del trasplante de tejido nervioso embrionario, lo cual no se presentó en los pacientes del grupo control (Células madre: progreso científico y futuras direcciones de investigación. Instituto Nacional de Salud. EE. UU.). Uno de los problemas sin resolver en la investigación clínica de células madre neuronales del cerebro sigue siendo el análisis de las perspectivas reales y las limitaciones del trasplante de sus derivados para la corrección de trastornos del sistema nervioso central. Es posible que la neurogénesis en el hipocampo inducida por la actividad convulsiva prolongada, que conduce a su reorganización estructural y funcional, sea un factor en el desarrollo progresivo de la epilepsia. Esta conclusión merece especial atención, ya que apunta a posibles consecuencias negativas de la generación de nuevas neuronas en el cerebro maduro y la formación de conexiones sinápticas aberrantes por ellas.

No debe olvidarse que el cultivo en medios con citocinas (mitógenos) acerca las características de las células madre a las de las células tumorales, ya que se producen cambios similares en la regulación de los ciclos celulares, lo que determina su capacidad de división ilimitada. Es imprudente trasplantar células madre embrionarias tempranas a una persona, ya que en este caso el riesgo de desarrollar neoplasias malignas es muy alto. Es mucho más seguro utilizar su descendencia más comprometida, es decir, células precursoras de líneas diferenciadas. Sin embargo, actualmente no se ha desarrollado una técnica fiable para obtener líneas estables de células humanas que se diferencien en la dirección deseada.

El uso de tecnologías de biología molecular para la corrección de patologías hereditarias y enfermedades humanas mediante la modificación de células madre reviste gran interés para la medicina práctica. Las características del genoma de las células madre permiten desarrollar esquemas de trasplante únicos para corregir enfermedades genéticas. Sin embargo, existen diversas limitaciones en este ámbito que deben superarse antes de la aplicación práctica de la ingeniería genética de células madre. En primer lugar, es necesario optimizar el proceso de modificación genómica de células madre ex vivo. Se sabe que la proliferación a largo plazo (3-4 semanas) de células madre reduce su transfección, por lo que se requieren varios ciclos de transfección para alcanzar un alto nivel de modificación genética. Sin embargo, el principal problema reside en la duración de la expresión génica terapéutica. Hasta la fecha, ningún estudio ha superado los cuatro meses de expresión efectiva tras el trasplante de células modificadas. En el 100 % de los casos, con el tiempo, la expresión de los genes transfectados disminuye debido a la inactivación de los promotores o la muerte de las células con el genoma modificado.

Un tema importante es el costo del uso de tecnologías celulares en medicina. Por ejemplo, se estima que la necesidad anual de financiar únicamente los gastos médicos de una unidad de trasplante de médula ósea diseñada para realizar 50 trasplantes al año es de aproximadamente US$900.000.

El desarrollo de tecnologías celulares en medicina clínica es un proceso complejo y multifacético que implica la cooperación constructiva entre centros científicos y clínicos multidisciplinarios y la comunidad internacional. Al mismo tiempo, la organización científica de la investigación en el campo de la terapia celular requiere especial atención. Entre las más importantes se encuentran el desarrollo de protocolos de investigación clínica, el control de la fiabilidad de los datos clínicos, la creación de un registro nacional de estudios, la integración en programas internacionales de estudios clínicos multicéntricos y la aplicación de los resultados en la práctica clínica.

Para concluir la introducción a los problemas de la transplantología celular, quisiera expresar la esperanza de que la unificación de los esfuerzos de los principales especialistas ucranianos de diversos campos de la ciencia garantizará un progreso significativo en la investigación experimental y clínica y permitirá en los próximos años encontrar formas efectivas de brindar asistencia a personas gravemente enfermas que necesitan trasplantes de órganos, tejidos y células.

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