stem cells

Terapia celular en ortopedia

Las células madre son células humanas básicas que tienen el potencial de dar lugar a diferentes tipos de células son células simples o indiferenciadas.

Las células madre ayudan a crear nuevas células en los tejidos sanos existentes y pueden ayudar a reparar los tejidos en las estructuras que están lesionados o dañados. Ellos son la base para los tipos específicos de células que componen cada órgano en el cuerpo.

Cuando las células madre se dividen crean células progenitoras. A diferencia de las células madre, las células progenitoras pueden convertirse en células con funciones más especializadas, como las células rojas de la sangre,  o – de especial interés para los cirujanos ortopédicos-componentes de tejido especializado, tales como hueso o cartílago.

Los cirujanos ortopédicos se han centrado su atención en las células madre mesenquimales. A diferencia de las células madre embrionarias, las células madre mesenquimales se obtienen de tejido vivo adulto.

Las células estromales de médula ósea son las células madre mesenquimales que, en el entorno adecuado, pueden diferenciarse en células que forman parte del sistema músculo-esquelético. Pueden ayudar a formar hueso trabecular, tendón, cartílago articular y ligamentos.

La mayoría de los procedimientos se han iniciado en centros de investigación como parte de ensayos clínicos controlados.

La terapia celular se ha utilizado para el tratamiento de fracturas óseas y pseudoartrosis, regenerar el cartílago articular en las articulaciones artríticas, ligamentos o tendones de curación, y se ha iniciado e tratamiento para la rehidratación de los discos degenerativos vertebrales.

Preguntas más frecuentes

¿Qué son las células madre?

Las que tienen capacidad de auto-renovación y de dividirse durante un largo periodo de tiempo

Pueden ser inducidas a diferenciarse en células especializadas con funciones distintas (fenotipos), incluyendo, pero no limitado a, células cardíacas, células hepáticas, células de grasa, células óseas, células de cartílago, células nerviosas, y células de tejido conectivo.

La capacidad de las células para diferenciarse en una variedad de otras células se denomina multipotencia.

¿Qué tipos de células madre existen?

Existen dos tipos principales de células madre: las células madre adultas y células madre embrionarias.

Las células madre adultas se utilizan como terapia celular en cirugía ortopédica y traumatología.

Las células madre embrionarias son células más básicas obtenidas en el laboratorio. A diferencia de las células madre adultas, que se obtienen a partir de tejido vivo humano, las células madre embrionarias se eliminan a partir de embriones humanos que han sido fertilizados en el laboratorio o in vitro.

Las células embrionarias son pluripotentes y pueden convertirse en casi cualquier tipo de célula en el cuerpo.

Las células madre adultas son más específicos de tejido y por lo tanto son más útiles para los cirujanos ortopédicos que están tratando de reparar el hueso, músculo y cartílago. Este es el motivo por el que los cirujanos ortopédicos que utilizan la terapia celular suelen trabajar con células madre adultas.

La fuente más común de células madre adultas (y probablemente la más estudiada) es la médula ósea, que contiene dos tipos: (células que forman la sangre) hematopoyéticas y células madre mesenquimales. De particular interés en la investigación ortopédica son las células madre mesenquimales de la médula ósea que, en el entorno adecuado, pueden diferenciarse en células que forman parte del sistema músculo-esquelético. Pueden ayudar a formar hueso trabecular, tendón, cartílago articular, ligamentos, y parte de la médula ósea.

Los investigadores en los últimos 10 años han informado de la presencia de células madre adultas en varios otros tejidos aparte de la médula ósea, incluyendo el cerebro, los folículos pilosos, pulpa dental, piel, hígado, músculo esquelético, las paredes de los vasos sanguíneos, el páncreas y el intestino.

¿Cómo se obtienen las células madre adultas?

Las células madre adultas son comúnmente obtenidas a partir de la parte exterior de la pelvis, la cresta ilíaca. Se inserta una aguja en el hueso ilíaco y la médula ósea se retira o se aspira a través de la aguja con una técnica especiales, con giros repetidos y puntos de punción diferentes. Se extraen porciones de 2,5 cc en cada maniobra hasta completar un mínimo de 120 cc para su deposito y ampliación en el laboratorio.

El producto obtenido es diferenciado y aislado de otras poblaciones celulares para obtener células madre y se cultivan y expanden en el laboratorio. Este proceso tiene duración entre 7 a 21 días. A partir de los 21 días no se aumenta la población celular

Cuando las células madre se colocan en un entorno específico de tejido, tal como hueso, se activan. A medida que se dividen, crean nuevas células madre y segunda generación, las células progenitoras. Las células progenitoras pueden diferenciarse en células nuevas con el mismo fenotipo que el tejido huésped.

¿Qué usos potenciales hacen los investigadores pensar células madre tienen?

La investigación en células madre preveen, en un futuro cercano, poder tratar una amplia gama de enfermedades y lesiones traumáticas mediante la aplicación de la terapia celular.

El gran potencial de regeneración de las células madre ha creado una intensa investigación que involucra experimentos dirigidos a la sustitución de tejidos para el tratamiento de las enfermedades de Parkinson y Alzheimer, la osteoartritis, la artritis reumatoide, la lesión de la médula espinal, apoplejía, quemaduras, enfermedades del corazón y diabetes.

Se han realizado diversos experimentos en animales de laboratorio, pero es muy limitado todavía los realizados  en la práctica clínica con pacientes. Estos pocos experimentos, sin embargo, han demostrado el gran potencial de las células madre.

¿Cuáles son algunos ejemplos de tratamientos musculoesqueléticos con células madre?

En este punto, los tratamientos más musculoesqueléticos utilizando células madre se realizan en centros de investigación como parte de ensayos clínicos controlados. Procedimientos con terapia celular mediante células madre se están desarrollando para tratar fracturas óseas y pseudoartrosis, regenerar el cartílago articular en las articulaciones artríticas, y tratar las lesiones de los ligamentos y tendones. Estos se detallan a continuación.

Las fracturas de huesos y faltas de unión: En el hueso, las células progenitoras pueden dar lugar a osteoblastos, que se convierten en células óseas maduras, u osteocitos. Los osteocitos son las células vivas en el tejido óseo maduro. Las células madre pueden estimular el crecimiento óseo y promover la cicatrización del hueso lesionado.

Tradicionalmente, los defectos óseos han sido tratados con material de injerto óseo sólido colocado en el sitio de la fractura o pseudoartrosis. Las células madre y las células progenitoras se colocan ahora junto con el injerto óseo para estimular y acelerar la curación.

El cartílago articular: El revestimiento de las articulaciones esta constituido por cartílago articular. El daño al cartílago articular con frecuencia puede conducir a la degeneración de la artritis de la articulación y ser doloroso. Las técnicas actuales para tratar el daño del cartílago articular usan injertos y trasplantes de cartílago para rellenar los defectos. Se espera que las células madre crearán crecimiento de cartílago hialino principal para restaurar la superficie de la articulación normal.

Los ligamentos y tendones: células madre mesenquimales también pueden desarrollar en células que son específicos para el tejido conectivo. Esto permitiría una curación más rápida de ligamentos y tendones lesiones, como cuádriceps o roturas del tendón de Aquiles. En este caso, las células madre se incluyen como parte de un proceso de reparación primaria.

En la cirugía del raquis se utilizan para la fusión vertebral y también para la reparación en cartílago degenerado.

En la fusión lumbar personalmente tenemos en marcha un ensayo clínico en vías de finalización en los próximos meses que nos dará información sobre la eficacia y la seguridad de este tratamiento

¿Cuáles son algunos de los proyectos de investigación que musculoesquelético investigadores de células troncales están trabajando?

Investigadores de células madre musculoesqueléticos están llevando a cabo numerosos estudios.

Un estudio reciente examinó la capacidad de las células madre derivadas de músculo para reparar cartílago articular y promover la restauración.

Drs. Kuroda y Huard (Universidad de Pittsburgh) y sus células madre musculares cultivadas equipo derivan de ratones recién nacidos durante dos semanas y los mezclan con pegamento de fibrina. Cuando se aplica a los defectos del cartílago en 12-semanas de edad ratas atímicas, las células manipuladas genéticamente mejorado la formación de nuevo cartílago y la mejora de la reparación del cartílago articular.

Dr. Lieberman (UCLA) llevó a cabo un estudio similar, que mostró que el uso de células de médula ósea de ratas genéticamente modificados puede ayudar significativamente a sanar los defectos de hueso de la pierna grandes en ratas.

Los resultados de estudios como éstos proporcionan una prueba de concepto de que tales métodos podrían usarse para tratar la osteoartritis, fracturas no sindicados, y defectos óseos en los seres humanos.

¿Cuáles son algunos de los tratamientos en el horizonte (5 a 10 años a partir de ahora)?

Las células madre para terapias con células están todavía en las fases experimentales para varias enfermedades, condiciones y discapacidades, incluyendo la diabetes tipo 1 (diabetes mellitus); Parkinson y el Alzheimer enfermedades; trastornos musculares, incluyendo las distrofias de Duchenne y de Becker como; esclerosis múltiple; lesiones de la médula espinal; derrames cerebrales isquémicos; quemaduras; enfermedad del corazón; osteoartritis; y, la artritis reumatoide.

Por otra parte, la terapia del cáncer y la detección es probable que se revolucionado por los avances y mayor inteligencia adquiridos mediante la ciencia de células madre.

Otra área que representa una gran promesa para el futuro es el área de in utero terapia con células madre para alteraciones congénitas, hematológicos, metabólicos y trastornos inmunológicos. Para muchas de estas enfermedades, la gestión intrauterino precoz es una opción ideal, ya que el sistema inmunológico no ha desarrollado completamente.