El próximo avance de la Ciencia

La-pregunta-Naukas-2014-640x345Mis amigos de Naukas han planteado recientemente la pregunta Naukas 2014

¿Cuál será el avance o descubrimiento de la ciencia que más va a cambiar el mundo en los próximos años?

Las respuestas han sido, como corresponde a un colectivo diverso, inteligente y apasionado, diversas, inteligentes y apasionadas. Aquí tienes un listado de algunas:

Laura Morrón: Superconductividad a temperatura ambiente

Juan Ignacio Pérez: Homo PLUS

José Miguel Mulet: Tomate Púrpura para el año que viene

Dolores Bueno: Energías renovables y nanofármacos

J.J. Gallego: Microorganismos promotores del crecimiento vegetal (PGPR)

Ambrosio Liceaga: Cambio climático

Javier Fdez. Panadero: Nanotecnología

Joaquín Sevilla: Inteligencia Ambiental

Arturo Quirantes: Comunicaciones Superlumínicas

Javier Armentia: Almacenamiento y distribución inalámbrica de electricidad

Miguel Santander: La primera ExoTierra

César Tomé: Realidad aumentada neurointegrada

Deborah García: Electricidad sin cables

Carlos Lobato: Clonación

Teresa Valdés-Solis: Fotocatalizadores

Ignacio López Goñi: Ingeniería microbiana

Julián Estévez: Desarrollos de tecnologías ya existentes

Jose Antonio Prado: Las matemáticas del futuro

Antonio J. Osuna: La ciencia del presente

Mi apuesta va por la aplicación clínica masiva de células madre.

Numerosas enfermedades van unidas a procesos de degeneración, a pérdida de células. Para muchas de estas patologías no hay tratamientos eficaces por lo que nuestra amplia experiencia con las piezas de nuestros coches nos lleva al mensaje: si no puedes reparar el carburador, el motor, el cable del embrague, cámbialo y pon uno nuevo. 291313332El objetivo principal de la investigación con células madre es conseguir piezas de recambio para nuestro organismo, es poder sustituir aquellos órganos o parte de ellos que no funcionan, que se han estropeado más allá de nuestra capacidad de reparación. Si no puedes repararlo, cámbialo.

El coste social, económico, sanitario y personal de las enfermedades degenerativas es brutal. En el cerebro, las enfermedades de Alzheimer o Parkinson son procesos neurodegenerativos; en muchos casos la diabetes va unida a la degeneración de los islotes de Langerhans del páncreas que se encargan de la producción de insulina; los infartos generan la muerte de cardiomiocitos, las células del músculo cardiaco, que son sustituidas por un tejido cicatrizal menos flexible y no contráctil que se convierte en un riesgo para un nuevo infarto; los cartílagos de las articulaciones son desgastados y las personas afectadas pierden movilidad y sufren graves dolores. Necesitamos una solución o al menos una vía a la esperanza para estos trastornos, algunos de los más prevalentes en los países desarrollados.

Stem_cell_treatments.svgLas células madre son capaces de reproducirse de manera indefinida y diferenciarse a cualquier tipo celular. En teoría las células madre podrían proporcionarnos cualquier tipo celular necesario para el organismo adulto y tenemos ya ejemplos de éxito. Cuando alguien tiene una leucemia, una proliferación anómala de un tipo de células de la sangre, una solución posible es destruir su sistema hematopoyético y sustituirlo mediante un trasplante de médula ósea sana. En realidad lo que estamos haciendo es destruir la población original de células madre hematopoyéticas y sustituirlas por nuevas células madre sanas. Una sola célula madre es capaz de regenerar todo el sistema hematopoyético, dar lugar a todos los tipos celulares de la sangre y conseguir sangre sana y funcional. Josep Carreras es un ejemplo vivo de la eficacia de este tratamiento con células madre.

Un problema existente es que no es lo mismo células sueltas como en la sangre que las complejas estructuras tridimensionales con diferentes tipos celulares organizados en el espacio que son los órganos. Ya se han generado estructuras multicapa utilizando impresoras 3D con varios brazos robóticos y cartuchos similares a los de las impresoras de tinta que sueltan de manera controlada microgotas cargadas de células.

La obtención de células madre a partir de embriones generó desde su inicio importantes debates éticos y legales. El desarrollo de células madre pluripotentes inducidas (IPS cells) permite obtenerlas del propio cuerpo adulto del enfermo con lo que obviamos los problemas éticos y también los de un posible rechazo inmunológico.

La investigación sobre células madre avanza a una velocidad vertiginosa. Aún con la necesaria prudencia estamos ya en la fase de ensayos clínicos, de tener tan buenos resultados en la eficacia y seguridad de los experimentos en animales de laboratorio que nos atrevemos a realizar las primeras pruebas en humanos. Un ejemplo puede ser la degeneración macular ligada a la edad, la principal causa de ceguera en los países occidentales. age-related-macular-degeneration1La retina por su nula irrigación sanguínea —los vasos sanguíneos que la nutren están por debajo de la retina— es especialmente ventajosa para las pruebas en humanos. Por un lado, si las células implantadas desarrollaran un fenotipo tumoral, no hay riesgo de que se expandan por todo el organismo porque están encapsuladas por el propio ojo. Por otro lado, el interior del ojo está relativamente a cubierto del sistema inmune por lo que si se implantan células madre exógenas —de otro ser— el riesgo de rechazo y la necesidad de una medicación inmunodepresiva de por vida son menores. Por último, el desarrollo del trasplante puede seguirse observando a través de la propia pupila del paciente lo que permite actuar según vaya siendo la evolución del tratamiento.

En la actualidad, tras éxitos en ratones, ratas y monos -ensayos necesarios para estar razonablemente seguros de la eficacia y seguridad del tratamiento- seis personas con degeneración macular asociada a la edad, causada por un deterioro del epitelio pigmentario de la retina han recibido trasplantes de células madre. Las células se han desdiferenciado a partir de células de la piel de los propios pacientes (IPS cells) y luego se han reprogramado para convertirlas en la pieza necesaria, células del epitelio pigmentario. Somos muchos los que estamos convencidos de que este experimento va a tener éxito y muchas personas serán capaces de recuperar visión.

cerebrosEn mi propio grupo de investigación trabajamos con células madre en el mayor reto, el propio sistema nervioso central. Investigamos con modelos animales (ratones) que sufren una neurodegeneración (células de Purkinje y neuronas mitrales del bulbo olfatorio) y como resultado de esa pérdida de neuronas sufren un déficit sensorial y una parálisis progresiva. Nuestros trasplantes de células madre consiguen llevar “neuronas sanas” al cerebro y logran una mejora funcional. No sabemos cómo las células trasplantadas consiguen atravesar la barrera hematoencefálica, no sabemos a qué se debe la mejora funcional pues el número de células logradas parece demasiado bajo para esa mejoría tan llamativa, es mucho lo que no sabemos, pero al mismo tiempo cada mes encontramos algo sorprendente, sugestivo, esperanzador. Prudencia y esperanza, creo que ése es el mensaje en estos momentos.  Y ojalá acierte en mi propuesta personal para la Pregunta Naukas 2014 y éste sea el descubrimiento o avance que más va a cambiar el mundo en los próximos años porque cambiaría la vida, para mejor, a millones de personas.

 Algunas de nuestras publicaciones recientes sobre neurodegeneración, trasplantes de células madre y su eficacia estructural y funcional:

  • Nucleolar disruption and Cajal body disassembly are nuclear hallmarks of DNA damage-induced neurodegeneration in Purkinje cells. Brain Pathol. 21(4):374-388 (2011)
  • Bone marrow contributes simultaneously to different neural types in the central nervous system by different mechanisms of plasticity. Cell Transplantation 20: 1179-1192. (2011).
  • Long-lasting changes in the anatomy of the olfactory bulb after ionizing irradiation and bone marrow transplantation. Neuroscience 173:190–205. (2011)
  • Purkinje cell degeneration in PCD mice reveals large-scale chromatin reorganization and gene silencing linked to defective DNA repair. J. Biol. Chem. 286: 28287-28302 (2011)
  • Changes in the serotonergic system and in BDNF distribution in the main olfactory bulb of PCD mice before and after mitral cell loss. Neuroscience 201:20-33. (2012)
  • Mild cerebellar neurodegeneration of aged heterozygous PCD mice increases cell fusion of Purkinje and bone marrow-derived cells. Cell Transplantation 21: 1595-1602 (2012)PC DAPI 3
  • Bone marrow transplantation restores function in the degenerated olfactory bulb. J. Neurosci. 32(26): 9053-9058 (2012)
  • Differential glia activation during the degeneration of Purkinje cells and mitral cells in PCD mutant mice. Glia 61(2): 254-272. (2013)

Autor: José R. Alonso

Neurobiólogo. Catedrático de la Universidad de Salamanca. Escritor.

3 comentarios en “El próximo avance de la Ciencia”

  1. Creo que hablar de “los próximos años” es bastante atrevido en los temas científicos.
    En concreto, el uso de células madre para regenerar tejidos, es ya una realidad. Nadal utiliza células madre para reparar su rodilla (su ligamento rotuliano). Los dentistas utilizan concentrados de plasma para regenera el hueso donde colocar sus implantes. En el H. Gregorio Marañón, junto con la Universidad de Pitsburgh, se ha creado un corazón de conejo a partir de su trama de colágeno y añadiendo células madre, las cuales han regenerado las distintas partes (aurículas, ventrículos, arterias coronarias, válvulas e incluso el nodo sinusal) con lo que la posibilidad de un trasplante cardíaco de un corazón “propio” no está nada lejos

    Me gusta

  2. Bravo por la respuesta de José Miguel Mulet. Si para él la revolución científica va a ser un tomate púrpura…me parece que no ha entendido bien la pregunta.

    Me gusta

Responder

Introduce tus datos o haz clic en un icono para iniciar sesión:

Logo de WordPress.com

Estás comentando usando tu cuenta de WordPress.com. Cerrar sesión / Cambiar )

Imagen de Twitter

Estás comentando usando tu cuenta de Twitter. Cerrar sesión / Cambiar )

Foto de Facebook

Estás comentando usando tu cuenta de Facebook. Cerrar sesión / Cambiar )

Google+ photo

Estás comentando usando tu cuenta de Google+. Cerrar sesión / Cambiar )

Conectando a %s