Aplicaciones y Perspectivas de la Terapia con Células Madre Mesenquimáticas

• AUTOR : Boregowda S, Phinney D
• TITULO ORIGINAL : Therapeutic Applications of Mesenchymal Stem Cells: Current Outlook
• CITA : Biodrugs 26(4):201-208, 2012
• MICRO : Discuten acerca de los impedimentos que se deben superar para mejorar la eficacia terapéutica del uso de células madre mesenquimáticas.

Introducción

Las células madre mesenquimáticas (CMM) son células progenitoras adultas que inicialmente se aislaron de la médula ósea y, luego, del tejido adiposo, aunque también se identificaron células con características similares en la membrana sinovial, la placenta, el pulmón, los dientes y otros tejidos. Se caracterizan por su capacidad de diferenciarse a linajes celulares de tejido conectivo, y por su capacidad para secretar un gran número de factores de acción paracrina.

Las CMM se han aprovechado para realizar numerosos estudios terapéuticos con modelos con animales, que incluyen enfermedades como el infarto agudo de miocardio, el accidente cerebrovascular, las heridas cutáneas, las lesiones de la médula espinal, entre otras. Basándose en los resultados de estos estudios, actualmente se están llevando a cabo ensayos clínicos en seres humanos. Sin embargo, a pesar de que varios de estos estudios han demostrado cierta eficacia de los tratamientos basados en CMM, otros no han logrado alcanzar los objetivos propuestos.

Los autores del presente artículo discuten sobre lo que ellos consideran serían los impedimentos clínicos que se deben superar para mejorar la eficacia, y avanzar en el uso de los tratamientos basados en CMM.

Eficacia demostrada de los tratamientos basados en células madre mesenquimales

Existe una gran cantidad de bibliografía en la que se evalúa la eficacia terapéutica de las CMM en modelos experimentales con animales, y su análisis minucioso permite revelar inconsistencias que hacen difícil la extrapolación de los resultados a modelos con seres humanos. Por ejemplo, existen varios estudios que evalúan el uso de las CMM en el tratamiento posterior a un infarto de miocardio, cuyos resultados son incongruentes y hacen sospechar que los beneficios clínicos en los seres humanos pueden estar sobreestimados en los modelos experimentales con animales, y que el efecto de los tratamientos puede sufrir una declinación en el tiempo.

Respecto de los resultados que surgieron del análisis de los ensayos clínicos practicados en seres humanos, también en ellos se observan inconsistencias. Por ejemplo, en pacientes con infarto de miocardio se obtuvo información respecto de la seguridad del tratamiento con CMM, pero no se alcanzó la eficacia esperada, y las diferencias en la evolución fueron notables. Contrariamente, otros ensayos informaron acerca de los efectos significativos que la terapia con CMM tuvo sobre la perfusión, la contractilidad y la fracción de eyección. Las discrepancias sugieren que los mecanismos celulares de acción in vivo aún no son del todo conocidos, y que también se desconoce si las dosis que resultaron efectivas en modelos con animales pueden extrapolarse para su uso en pacientes humanos.

Es necesario realizar estudios bien controlados en modelos con animales, que evalúen cuidadosamente los parámetros, para desarrollar regímenes predecibles y con resultados que se puedan reproducir.

Heterogeneidad funcional

A pesar de que las diferencias entre los distintos ensayos clínicos se atribuyeron a las rutas de administración y al diseño de los ensayos, los autores del artículo consideran que la heterogeneidad entre las preparaciones es una variable de importancia que se pasó por alto. Por ejemplo, es sabido que la morfología, la cinética de crecimiento y el potencial de diferenciación en tres linajes varía considerablemente entre las distintas poblaciones de CMM, así como se observaron diferencias biológicas relacionadas con la edad. Dicha heterogeneidad ha sido atribuida a los métodos de recolección y expansión de los cultivos celulares.

Existen también diferencias intrínsecas en las propiedades biológicas de las CMM. Por ejemplo, un ensayo cuantitativo evaluó la capacidad de diferenciación en tres linajes de clones de CMM humanas. En dos poblaciones de donantes diferentes se identificaron los progenitores de ocho categorías posibles de diferenciación a tres linajes. Estos clones mostraron ser capaces de retener su potencialidad tras la amplificación, mientras que los clones unipotentes (POTENTES O POTENCIALES?) entraron en proceso de apoptosis a tasas significativamente mayores que los clones bipotentes y tripotentes. Esto indica que las poblaciones de CMM son una mezcla de progenitores con distintas capacidades para diferenciarse en linajes celulares de tejido conectivo, y que la capacidad de diferenciación en tres linajes está predeterminada jerárquicamente.

Análisis de reacción en cadena de la polimerasa en tiempo real de CMM humanas con derivación clonal indicaron que los niveles de ARNm de varios factores inmunosupresores y antiinflamatorios, también están restringidos a ciertos clones.

Estos estudios demuestran que cada población de CMM tiene un grado significativo de heterogeneidad.

Abordaje reduccionista de la biología de las CMM

Un número creciente de informes relaciona el potencial terapéutico de las CMM a la expresión de una o varias proteínas. Sin embargo, cuando estos hallazgos se analizan en bloque, resultan contradictorios y contraintuitivos. Por ejemplo, algunos estudios demuestran que las CMM utilizan varios mecanismos para modular la proliferación de células T, pero no logran probar cómo la suspensión de la función de una proteína disminuye la de otra proteína expresada, que también contribuye con las propiedades inmunosupresoras de las CMM.

Otro estudio informó que la administración directa de CMM en la pared cardíaca permite, mediante proteínas de matriz angiogénicas, establecer una circulación colateral en el área infartada, mientras que su administración por vía sistémica se traduce en una mayor actividad sobre el tejido inflamatorio. Esto demuestra que aún es necesario realizar estudios cuidadosos en los que se evalúe cómo influye la ruta de administración sobre la respuesta biológica y la potencia terapéutica de las CMM in vivo.

La lista de factores con posibles usos terapéuticos secretados es cada vez mayor e ilustra el papel de las CMM en la homeostasis celular. Sin embargo, la mayoría de los estudios indican que el bloqueo de uno de los factores atenúa el efecto terapéutico de las CMM, a pesar de que éstas expresan otros factores con funciones similares. Esta aparente contradicción sugiere la necesidad de realizar más estudios que analicen cómo la neutralización o bloqueo de una única proteína afecta la expresión y la función de factores relacionados en las CMM.

Fabricación

La elaboración de productos celulares terapéuticos es un proceso estrictamente regulado que debe garantizar la seguridad para su administración en los seres humanos, pero también debe producir células que retengan su potencialidad terapéutica. La intención de uso del producto o el diseño específico del ensayo clínico, tiene impacto sobre el proceso de fabricación. Por ejemplo, algunas células, tejidos y productos tisulares deben ser manipulados antes de ser administrados, lo que lleva a una preservación de su potencia, sacrificando su pureza.

Las células se producen en tandas o lotes para asegurar una dosis suficiente que permita atender las demandas. Este tipo de producción también minimiza la variabilidad entre donantes. Sin embargo, este proceso a gran escala también introduce cierto nivel de sesgo en los procesos de cultivo, de difícil control. Procesos de producción diferentes proveen distintos productos finales, aun cuando la materia prima sea equivalente.

Los autores del artículo señalan la necesidad de definir las vías moleculares que regulan la predeterminación de las CMM, lo que permitiría activar o suprimir estas vías durante el proceso de fabricación, con el fin de preservar la función específica de esa CMM.

Predecir el grado de potencia clínica de una CMM es difícil debido a la ausencia de marcadores específicos que liguen el fenotipo con la función. Por lo tanto, es esencial llevar a cabo ensayos específicos para analizar la actividad biológica de la CMM producida. Algunas de las funciones de estas células madre son adaptativas, en respuesta a requerimientos extracelulares, por lo que es de esperar que estas respuestas no sean homogéneas en niveles poblacionales.

Inestabilidad genética y efectos del almacenamiento celular

Otra preocupación relativa al proceso de elaboración es la inestabilidad genética del producto celular. Parece prudente incorporar análisis genéticos como parte del proceso de fabricación, ya que muchas poblaciones de CMM presentan alteraciones genéticas que incluyen trisomías y monosomías cromosómicas.

Estudios recientes alertaron acerca de los riesgos en el almacenamiento de estas células. Por ejemplo, tras la crioconservación, el shock térmico producido por el calor altera de forma temporaria la funcionalidad de la célula.

Perspectivas futuras

A pesar del aumento del riesgo de padecer infecciones, y en ausencia de toxicidad relacionada con la infusión, la aplicación de CMM para el tratamiento de distintas enfermedades humanas se encuentra en expansión. Sin embargo, son pocos los conocimientos acerca de la compleja biología de estas células y cómo su fabricación altera su biología. Para superar estas dificultades, los autores proponen algunas recomendaciones que, consideran, pueden resultar útiles en el avance de las terapias basadas en CMM. Es necesaria la realización de estudios adicionales con modelos con animales para demostrar la relación dosis-respuesta de los productos basados en CMM. Los análisis in vivo que exploran la función específica de los agentes paracrinos secretados por las CMM deben incluir el análisis de los efectos que su bloqueo o su neutralización ejercen sobre factores relacionados. Este conocimiento permitiría potenciar la acción terapéutica de las CMM.

También proponen realizar una preselección de los donantes para reducir la heterogeneidad en la fase de expansión celular, y llevar adelante ensayos que evalúen la potencia de las CMM posproducción. Estos ensayos deben incluir el análisis genético para disminuir la proporción de alteraciones cromosómicas.

Los protocolos de fabricación que incluyan la criopreservación deben analizar las funciones celulares luego del descongelamiento, y asegurarse de que las células retengan sus funciones biológicas.

El monitoreo de los pacientes tratados con CMM debe ser a largo plazo, debido al mayor riesgo de padecer infecciones por el estado de inmunosupresión que genera este tipo de tratamiento.

Por último, los expertos recomiendan que los ensayos futuros incluyan una rama experimental que compare las terapias basadas en las CMM con los tratamientos estándar disponibles para las distintas enfermedades.

Ref : CLMED.

Especialidad: Bibliografía - Clínica Médica