Los lagartos pueden desarrollar extremidades enteras. Los gusanos planos, las estrellas de mar y los pepinos de mar desarrollan cuerpos enteros. Los tiburones están reemplazando constantemente los dientes perdidos, a menudo crecen más de 20,000 dientes a lo largo de su vida. ¿Cómo transferir estos superpoderes prácticos a las personas? Respuesta: a través de la innovación en medicina regenerativa de vanguardia. Si bien el big data y la inteligencia artificial están remodelando nuestra práctica médica e inventando nuevas terapias, la medicina regenerativa tiene como objetivo reemplazar y rejuvenecer nuestro cuerpo físico.
¿Se pueden renovar todos los órganos del cuerpo humano?
Actualmente se están desarrollando tres tecnologías regenerativas que juntas deberían permitirnos mejorar completa y completamente e incluso reemplazar órganos humanos vitales:
- Recuperación: células madre, motor regenerador del organismo
- Reemplazo: regeneración de órganos y bioimpresión
- Rejuvenecimiento: sangre joven y parabiosis
Sumérjase en la perspectiva de la inmortalidad.
Renovación y células madre: el motor regenerativo del organismo
Las células madre son células indecisas que pueden transformarse en células especializadas: corazón, neuronas, hígado, pulmones, piel, etc. También pueden dividirse para producir más células madre.
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Un niño o un adulto joven tiene muchas de estas células madre y actúan como un sistema de recuperación integrado. A menudo se les llama al sitio de la lesión o inflamación para reparar y restaurar la función normal.
Pero con la edad, nuestro stock de células madre comienza a disminuir en un factor de 100 a 10,000, dependiendo de los tejidos y órganos. Además, las células madre sufren mutaciones genéticas que reducen la calidad y eficiencia de la renovación y reparación de su cuerpo.
Piense en las células madre como un equipo de reparadores en su mansión recién construida. Cuando la mansión es nueva y los reparadores son jóvenes, no será difícil arreglar nada. Pero a medida que los reparadores envejecen y el número de ellos disminuye, su mansión gradualmente se deteriora y finalmente se derrumba.
¿Y si pudiéramos reparar y rejuvenecer la población de células madre?
Una opción para la recuperación y el rejuvenecimiento es extraer y concentrar sus propias células madre adultas autólogas de lugares como el tejido adiposo (o adiposo) o el puente óseo.
Sin embargo, estas células madre son menos numerosas y han sufrido mutaciones (según su edad) en comparación con el "código fuente" original. Muchos científicos y médicos ahora prefieren una fuente alternativa: obtener células madre de la placenta o del cordón umbilical que queda después del parto. Estas células madre, disponibles en grandes cantidades y que contienen el software intacto del recién nacido, se pueden inyectar en las articulaciones o por vía intravenosa para el rejuvenecimiento y la revitalización.
Piense en estas células madre como fábricas químicas que producen factores de crecimiento vitales que pueden ayudar a reducir la inflamación, combatir las enfermedades autoinmunes, aumentar la masa muscular, reparar las articulaciones e incluso revitalizar la piel y volver a crecer el cabello.
En los últimos diez años, el número de publicaciones de investigación relacionadas con las células madre ha aumentado 40 veces al año, y se espera que el mercado de las células madre crezca a $ 297 mil millones para el 2022.
Las crecientes iniciativas en la investigación y el desarrollo de opciones de tratamiento para enfermedades crónicas y la creciente demanda de opciones de tratamiento regenerativo son las fuerzas impulsoras más importantes detrás de esta industria emergente.
Los biólogos dirigidos por Koji Nishida de la Universidad de Osaka en Japón han descubierto una nueva forma de hacer crecer y desarrollar los tejidos que componen el globo ocular humano. Los científicos pueden hacer crecer la retina, la córnea, el cristalino del ojo y más con solo una pequeña muestra de piel adulta.
En un estudio de Stanford, siete de los dieciocho supervivientes de un accidente cerebrovascular que aceptaron el tratamiento con células madre mostraron mejoras significativas en la función motora. Este tratamiento puede funcionar para otras enfermedades neurodegenerativas como el Alzheimer, el Parkinson y la ELA.
Los médicos del Centro de Neurorrehabilitación de la USC inyectaron células madre en la columna cervical lesionada de un hombre de 21 años recientemente paralizado. Tres meses después, mostró una mejora significativa en la sensibilidad y el movimiento en ambas manos.
En 2019, los médicos del Reino Unido curaron a un paciente con VIH por segunda vez en la historia, gracias a la eficacia de las células madre. Después del tratamiento alogénico con células madre hematopoyéticas de un paciente de cáncer (con VIH) con linfoma de Hodgkin, el paciente comenzó una remisión a largo plazo del VIH: 18 meses, que continuó en el momento de la publicación del estudio.
Reemplazo: regeneración de órganos e impresión 3D
En enero de 2019, solo en los EE. UU., Más de 113,000 personas estaban esperando una cola de trasplante de órganos, y cada 10 minutos se agrega alguien a esa fila.
Un gran número de personas que necesitan "repuestos" nunca llegan a las listas de espera. Y un promedio de 20 personas mueren cada día mientras esperan un trasplante. Los órganos son dolorosamente deficientes.
La demanda excesiva de donaciones de órganos solo aumentará a medida que la tecnología, como los automóviles autónomos, haga del mundo un lugar más seguro. Y muchos donantes de órganos son la desafortunada consecuencia de accidentes automovilísticos y de motocicleta. Los vehículos más seguros significan menos accidentes y donantes.
Obviamente, la medicina sustitutiva y restauradora (regenerativa) presenta aquí una gran oportunidad.
Traficantes de órganos
El director ejecutivo de United Therapeutics, Martin Rothblatt, un ex empresario aeroespacial (fue la fundadora de Sirius Satellite Radio), cambió de carrera en la década de 1990 después de que su hija desarrolló una rara enfermedad pulmonar.
Hoy trabaja en la industria del reemplazo de órganos. Inicialmente, Rothblatt se centró en la enfermedad pulmonar mientras trabajaba en un pulmón de reemplazo. Para lograr este objetivo, su empresa, United Therapeutics, ha estado trabajando en varias tecnologías en paralelo.
Pulmones de impresión 3D
En 2017, United se asoció con una de las empresas de impresión 3D más grandes del mundo, 3D Systems, para crear una bioimpresora de colágeno y pagó a otra empresa, 3Scan, para que cortara los pulmones y creara un mapa detallado de su interior.
La bioimpresora de 3D Systems ahora utiliza el método de estereolitografía. Un láser ultravioleta ilumina un pequeño grupo de colágeno dopado con moléculas sensibles a la luz. Dondequiera que se detenga el láser, el colágeno se solidifica.
Poco a poco, el objeto impreso se va cubriendo de nuevas capas. Actualmente, la impresora puede apilar colágeno a una resolución de aproximadamente 20 micrómetros, pero se requerirá una resolución a escala micrométrica para garantizar la función pulmonar.
Después de que se imprimen los andamios de colágeno de los pulmones, el siguiente paso es inyectar células humanas en ellos, el llamado proceso de recelularización. El objetivo aquí es usar células madre que crecen en el andamio y se diferencian, proporcionando finalmente la funcionalidad adecuada. Todo indica que este enfoque podría funcionar.
norte
En 2018, un cirujano experimental de la Universidad de Harvard, Harald Ott, informó que había bombeado miles de millones de células humanas (desde el cordón umbilical y los pulmones cortados) al pulmón de un cerdo, desprovisto de sus propias células. Cuando el equipo de Ott volvió a conectar el órgano a la circulación del cerdo, manifestó una función rudimentaria.
Humanizando los pulmones de los cerdos
Otra estrategia de producción de órganos de Rothblatt se llama xenotrasplante, la idea de trasplantar los órganos de un animal a humanos que necesitan reemplazo.
Dado que los órganos de un cerdo adulto son similares en tamaño y forma a los humanos, United Therapeutics se ha centrado en la modificación genética de los cerdos para permitir que los humanos usen sus órganos. "No es realmente un gran problema", dijo Rothblatt en 2015. "Está editando un gen tras otro".
Para lograr este objetivo, United Therapeutics ha realizado una serie de inversiones en empresas como Revivicor y Synthetic Genomics, y ha firmado importantes acuerdos de financiación con la Universidad de Maryland, la Universidad de Alabama y el New York Presbyterian / Columbia Medical Center para crear nuevos programas de xenotrasplantes de corazón, riñón y pulmón. respectivamente. Rothblatt espera ver el primer trasplante humano en tres o cuatro años.
En preparación para el día, United Therapeutics adquirió 132 acres de tierra en Research Triangle Park y construyó un laboratorio médico de 140.000 metros cuadrados que eventualmente producirá hasta 1.000 pulmones de cerdo sanos (xenolungos) de cerdos genéticamente modificados anualmente.
Sistemas de perfusión pulmonar ex vivo
Además de la impresión 3D y la ingeniería genética de los pulmones de los cerdos, Rothblatt ya ha comenzado un tercer enfoque a corto plazo para mejorar el suministro de pulmones a los necesitados.
Solo alrededor del 30 por ciento de los posibles donantes de pulmones cumplen los criterios de trasplante; de estos, solo el 85% se puede utilizar después de la llegada al centro quirúrgico. Como resultado, casi el 75% de los posibles pulmones nunca terminan en un receptor necesitado.
¿Y si estos pulmones pudieran repararse? Este es precisamente el próximo enfoque del Dr. Rothblatt.
En 2016, United Therapeutics invirtió 41,8 millones de dólares en TransMedics, una empresa de Massachusetts que desarrolla sistemas de perfusión ex vivo para pulmones, corazones y riñones donados.
XVIVO Perfusion System toma pulmones de calidad marginal que inicialmente no cumplían los criterios para el trasplante, realiza perfusión y ventilación en condiciones térmicas normales, para que los cirujanos puedan reevaluar la idoneidad del injerto.
Sangre joven y parabiosis
¿Qué es la parabiosis? Se cree que las transfusiones de sangre regulares de personas más jóvenes y en buena forma física pueden ralentizar significativamente el proceso de envejecimiento. Y esto ya está sucediendo ahora.
Los estudios de Stanford y Harvard han demostrado que los animales más viejos, cuando se les transfunde sangre de animales jóvenes, muestran regeneración en muchos tejidos y órganos.
Lo contrario también es cierto: los animales jóvenes envejecen más rápido cuando reciben sangre de animales más viejos. Aprovechar esta fuente virtual de la juventud es complicado.
Ambrosía
Una empresa, una startup con sede en San Francisco llamada Ambrosia, comenzó recientemente ensayos prácticos de parabiosis. Su protocolo es simple: los participantes sanos de 35 años o más reciben transfusiones de plasma de donantes menores de 25 años, y los científicos monitorean su sangre durante los próximos dos años, tratando de determinar indicadores moleculares de salud y envejecimiento.
El fundador de Ambrosia, Jesse Karmazin, se interesó en iniciar una empresa de parabiosis después de ver impresionantes datos en animales y estudios en humanos en el extranjero: en cada ensayo, los sujetos experimentaron la reversión de los síntomas del envejecimiento en casi todos los sistemas de órganos principales. "Los efectos parecen ser casi permanentes", dice. "Es casi como restaurar la expresión genética".
La introducción de sus propias células madre de sangre del cordón umbilical a medida que envejece puede tener enormes beneficios para la longevidad. Tras un comunicado de prensa de la FDA en febrero de 2019, Ambrosia dejó de tratar a los clientes unos meses después de comenzar las operaciones.
Se entiende que la FDA ha expresado su preocupación sobre la práctica de la parabiosis porque hasta la fecha existe una marcada falta de datos clínicos que respalden la eficacia del tratamiento.
Elevian
En el otro extremo del espectro de la reputación se encuentra Elevian, una startup de la Universidad de Harvard. Elevian se acerca a la longevidad con una estrategia cuidadosa y basada en la ciencia. Peter Diamandis se convirtió en asesor e inversor en Elevian.
El director ejecutivo de la empresa, Mark Allen, M. D., se ha unido a una docena de doctores de Harvard. Los fundadores científicos de Elevian se unieron a la empresa después de identificar factores circulantes específicos que pueden ser responsables del efecto "sangre joven".
Un ejemplo: una molécula de origen natural conocida como "factor de diferenciación del crecimiento 11" o GDF11. Después de su introducción en ratones ancianos, se reprodujeron muchos de los efectos regenerativos de la sangre joven, se regeneraron el corazón, el cerebro, los músculos, los pulmones y los riñones.
En particular, la suplementación con GDF11 reduce la hipertrofia cardíaca relacionada con la edad, acelera la recuperación del músculo esquelético, mejora la tolerancia al ejercicio, mejora la función cerebral y el flujo sanguíneo cerebral y mejora el metabolismo.
Elevian está desarrollando una gama de agentes terapéuticos que regulan el GDF11 y otros factores circulantes. El objetivo es restaurar la capacidad natural del cuerpo para regenerarse, lo que Elevian cree que puede abordar varias de las causas subyacentes de las enfermedades relacionadas con la edad y revertir o prevenir muchas de las enfermedades asociadas con el envejecimiento y prolongar la vida útil.
¿Nos acercamos a la inmortalidad?
En 1992, el futurista Leland Kaiser acuñó el término "medicina regenerativa":
"Se desarrollará una nueva rama de la medicina que intentará cambiar el curso de las enfermedades crónicas y, en muchos casos, reparará los sistemas de órganos cansados y debilitados".
Desde entonces, la poderosa industria de la medicina regenerativa ha crecido de manera exponencial y se espera que este rápido crecimiento continúe. Una extensión radical de la vida humana está en el horizonte. Muy pronto, todos obtendremos superpoderes regenerativos que anteriormente pertenecían a un puñado de animales y superhéroes de los cómics.
Ilya Khel
