Introducción Las células madre son una población única

Introducción
Las células madre son una población única de células indiferenciadas que tienen la capacidad de autorrenovarse y diferenciarse en distintos tipos celulares. Juegan un rol central en el campo de la medicina regenerativa, destinada a reparar y reemplazar células enfermas, tejidos y órganos a través del transplante de órganos y células saludables, específicamente, células madre. Las células madre son una población celular muy útil en la medicina regenerativa dado su fácil aislamiento, su diferenciación a múltiples linajes, y potencialidad para transplantesautólogos, convirtiéndolas en un candidato favorable para su uso clínico, en el tratamiento de tejidos defectuosos, malformaciones y enfermedades, así como para el mejoramiento de la cirugía plástica. La cirugía plástica comparte los mismos principios que la medicina regenerativa, funcionando históricamente en un nivel macroscópico usando el mismo tejido del paciente para restaurar y mejorar el cuerpo.
El potencial regenerativo de varios tipos de células madre adultas es bien conocido. A fines del siglo XX se identificó un nuevo tipo de células madre adultas en el tejido adiposo. Desde su descubrimiento estas células se conocen como células madre de tejido adiposo (ASCs). Las ASCs no solo presentan características similares a las otras células madre adultas, sino que además poseen ventajas por sobre las de la medula ósea (BMSCs). Específicamente, las ASCs son fácilmente obtenidas por liposucción bajo anestesia local sin dejar cicatrices permanentes. Además, un gran número de células pueden ser adquiridas desde cualquier tipo de tejido graso del organismo. Debido a esto, la terapia con células madre puede ser aplicada en variadas situaciones clínicas.
Actualmente, entre las aplicaciones de las ASCs, se incluyen, el uso de estas células en injertos de grasas, el manejo de heridas difíciles, la regeneración local de tejidos blandos defectuosos, la recuperación de la isquemia tisular aguda de origen vascular y en las cicatrices. Las células madre aumentan la sobrevida del transplante de tejido adiposo en la técnica de CAL
El proceso de envejecimiento involucra un número de distintos procesos degenerativos, especialmente, la perdida de volumen de tejido blando. Debido al envejecimiento de la población, al deseo de recuperar el aspecto juvenil, la demanda por procedimientos cosméticos ha ido en aumento. La técnica de transplante de tejido adiposo es uno de los procedimientos anti­envejecimiento más comunes en cirugía plástica. Puede ayudar a restaurar defectos y aumentar el tejido adiposo. No se han reportado efectos secundarios causados por respuestas inmunes, al usar este tejido autólogo. Sin embargo, la grasa transplantada puede ser reabsorbida en cualquier momento y el nivel de absorción es difícil de anticipar. La tasa de sobrevida de la grasa aspirada puede ser aumentada usando la técnica de CAL (lipotransferencia asistida por células).
En la técnica de CAL (Ver figura 1), la mitad del volumen de la grasa aspirada es procesada para el aislamiento de las ASCs. Durante el proceso de aislamiento, la otra mitad de la grasa aspirada se prepara para ser transplantada. Las células aisladas, son adheridas a la grasa aspirada, sirviendo esta como scaffold, antes del transplante. Finalmente el tejido adiposo, enriquecido en células progenitoras es inyectado en los sitios blancos.
CAL es una técnica que combina el concentrado de ASCs con el aspirado de grasa para tener injertos de grasa ricos en ASC. Este enfoque permite el aumento marcado en las tasa de sobrevida de la grasa implantada y disminuye los efectos adversos en la formación de quistes y en la aparición de fibrosis. También se ha visto que las células madre derivadas de médula ósea (BMSCs) pueden contribuir de manera sistémica a la sobrevida del injerto de grasa a través de la formación de nuevos vasos sanguíneos. Figura 1. Esquema explicativo de la técnica de CAL. La mitad del volumen de grasa aspirada es procesada para el aislamiento de la fracción estromal vascular (SFV). Durante el proceso de aislamiento, la otra mitad de la grasa aspirada se prepara para el transplante. El SFV aislado fresco que contiene las células madre se une a la grasa aspirada, ocupando a la grasa comoscaffold. Finalmente, la grasa suplementada con SVF es inyectada en los sitios blancos. De esa manera, la grasa aspirada, originalmente relativamente pobre en ASCs, es convertida en grasa rica en ASC. Mediante la técnica de CAL, se ha demostrado que las ASCs juegan un rol importante en la sobrevida del transplante de grasa. In vivo la mayoría de los adipocitos del injerto comienzan a morir en el día 1 y solo algunos sobreviven. Dentro de estaregión de sobrevida, existe una pequeña área de regeneración dentro de la cual todos los adipocitos mueren y solo las ASC sobreviven. Las ASCs también promueven la angiogénesis del tejido al secretar factores angiogénicos como VEGF los cuales promueven la neovascularización durante la fase aguda de transplante de grasa formando microtúbulos y redes capilares a los 3 días post­transplante. Aunque todavía hay algunas preguntas relativas a la efectividad de CAL para el transplante clínico de tejido adiposo, existe una aceptación generalizada por parte de los cirujanos plásticos de que el riesgo de necrosis puede ser reducido y que la sobrevida del transplante mejora usando la técnica de CAL, además de una disminución en los efectos adversos asociados a la lipoinyección tales como la formación de quistes y la aparición de fibrosis.Hasta la fecha se han publicado aplicaciones clínicas efectivas de CAL para reemplazo cosmético de volumen de tejido facial blando y reconstrucciones en casos de lipoatrofias (Ver figura 2). Adicionalmente, se ha utilizado para el transplante de grandes volúmenes de grasa para el aumento mamario, en el cual es esencial la sobrevida del transplante. Estos estudios (Ver tabla 1) preliminares sugieren que las ADSCs permiten mejorar la retención y capacidad restauradora del injerto de grasa.
Figura 2. Imágenes clínicas de un caso de lipoatrofia tratado con CAL (mujer de 48 años). A Vista previa a la operación (lipoatrofia grado 4) y post­operatoria a los 13 meses (B). La paciente fue diagnosticada con lupus a los 20 años. El uso de esteroides le produjo el defecto facial. Para corregirlo, se le realizó CAL (100 mL) mejorando a los 9 meses de seguimiento.
Tabla 1. Aplicaciones clínicas de las ADSCs (J. Cell. Mol. Med. Vol 19, No 1, 2015 pp. 21­30)
Células madre para rescatar la piel de necrosis: recuperación del tejido isquémico El uso de ácido hialurónico (HA) y otros tipos de rellenos se han hecho populares en el mundo para la mejora de los contornos faciales, aumento nasal y reducción de arrugas en el rostro. Como consecuencia, ha habido un aumento en el número de complicaciones asociadas a la inyección de rellenos. La inyección arterial involuntaria de HA resulta en la obstrucción arterial e isquemia local. Si es que la isquemia no es tratada en los 5 primeros días, se produce necrosis de la piel.
En Korea, las complicaciones relativas al relleno con HA son comunes y las ASCs, son ampliamente usadas para manejar este problema. El uso de ASCs es muy efectivo en la recuperación de la isquemia hasta 4 a 5 días luego de las complicaciones (ver figura 3). La inyección subcutánea de millones de ASCs obtenidas desde 20­50 mL de tejido adiposo puede aliviar rápidamente la isquemia local y el dolor al promover la neo­angiogénesis.
Figura 3. Terapia celular basada en células mesenquimáticas de tejido adiposo (ASC) en un caso de necrosis aguda de la piel en el dorso nasal debido a una inyección involuntaria de relleno de ácido hialurónico en la arteria. A) Antes de la terapia con células madre (7 días después de la inyección del relleno de ácido hialurónico). B) Tres semanas después de la terapia con células madre.
Células madre para el rejuvenecimiento de la piel
El envejecimiento de la piel, involucra un número de distintos procesos regenerativos, entre ellos, un descenso en la producción de colágeno por parte de los fibroblastos. Se ha demostrado que varias citoquinas y factores de crecimiento involucrados en la producción del colágeno que mantiene la piel en buenas condiciones, forman parte del secretoma de los ADSCs, sugiriendo que estas células pueden ser apropiadas para promover la reparación de la piel atrófica y dañada por la luz. En un estudio clínico piloto, se inyectó un lipoaspirado con 20 a 30% de ADSCsvíaintradermalen una paciente con daño solar (ver figura 4). En dicho estudio, se reportó una mejora en la textura general de la piel y en las arrugas luego de dos meses así como también un aumento en el grosor de la piel a través de una ultrasonografía.
Figura 4. Estudio clínico usando inyecciones intradermales de lipoaspiradoautólogo. Se tomaron fotografías médicas de las arrugas periorbitales antes (izquierda) y después (derecha) del tratamiento. A los dos meses se observó claramente una mejoría en la textura de la piel.
Células madre y cicatrización de heridas
La cicatrización de heridas es un proceso altamente controlado que involucra complejas interacciones entre las células, factores de crecimiento y moléculas de matriz extracelular para lograr subsecuentemente mantener la homeostasis, proliferación celular, angiogénesis, re­epitelización y remodelamiento del tejido. Las ASCs han sido promocionadas como candidatas favorables en terapias de heridas ya que secretan numerosos factores de crecimiento y citoquinas críticas para la cicatrización de heridas. Además aumentan el reclutamiento de macrófagos, potencian la granulación del tejido y mejoran la vascularización. Estas capacidades reparadoras son ilustradas en la figura 5.
Figura 5.Cicatrizacion de heridas con terapia basada en celulas madre de tejido adiposo. A Herida post­traumática con exposicion de hueso y tejido blando. B Luego del tratamiento con celulas madres de tejido adiposo y plasma rico en plaquetas, se sanó completamente la herida a la sexta semana. (Cortesía de Cervelli V et al. [62]) (Cervelli V, De Angelis B, Lucarini L, Spallone D, Balzani A, Palla L et al (2010).
Uso de tejido enriquecido en células madre para el aumento del tejido blando en áreas hostiles
Las ya mencionadas limitaciones del transplante de grasa tradicional ha llevado al desarrollo de un procedimiento innovador llamado SET (inyeccion de tejido adiposo enriquecido en células madre). En la técnica de SET,se enriquece el transplante de tejido adiposo con celulas madre derivadas de grasa (ASCs). Para ello, las ASCs autologas y aisladas, son inyectadas en el área del cuerpo del paciente donde anteriormente ese mismo día, se recibió el transplante de grasa tradicional. Al igual que en la técnica de CAL, las ASCs, son usadas para promover la angiogenesis, aumentando así la tasa de sobrevida del tejido y reduciendo la pérdida post­operatoria de volumen.
Figura 6. Fotografías de dos casos clínicos (A y B) donde se utilizó un único procedimiento de SET. Se muestra al paciente antes (derecha) del procedimiento y 18 meses después (izquierda).
Células madre para el aumento de glúteos
Luis S. Toledo, es un reconocido cirujano plástico que recientemente comenzó a usar terapias basadas en células madre derivadas de la grasa (ADSCs) para terapias de aumento de glúteos. Para llevar a cabo esto, 60 mL de grasa son obtenidas 10 días antes del procedimiento bajo anestesia local. Esta cantidad es enviada al laboratorio para el aislamiento y expansión ex vivo de las ADSCs. Se pueden obtener alrededor de 500 millones de ADSCs con una amplificación, las cuales son mezcladas con 1000 mL de grasa. El sistema es rápido, requiere de 10 días de cultivo celular, sin el uso de scaffolds sintéticos. Esto es seguro ya que más de 1000 pacientes en ensayos clínicos han recibido células madre mesenquimáticas y no se han reportado efectos adversos. El día del procedimiento, se enriquece la grasa que va a ser inyectada con las ADSC previamente preparadas. La medicina regenerativa usando tejido adiposo es un área emergente en la cirugía plástica y el doctor Luis S. Toledo está usando este método para aumentar viabilidad del injerto. Este enfoque, está sustentado en estudios que muestran un ensayo controlado con triple placebo, el injerto de grasa enriquecido con ADSC tenía volúmenes residuales considerablemente más altos: 80.9% en comparación con el injerto no enriquecido 16.3 % (referente al volumeninicial de grasa inyectada).
Figura 7.Caso clínico de una paciente de 42 años de edad antes (A) y un año después (B) de la aspiración de grasa desde sus muslos laterales y posterior inyección de 420 mL de tejido adiposo en cada glúteo. Conclusiones
La medicina regenerativa ha hecho un progreso significativo en los últimos años respecto al entendimiento de la biología de las células madre y sus diferentes aplicaciones para problemáticas clínicas. El área de la cirugía plástica no es la excepción y se ha reportado la eficacia de las células madre en el tratamiento de diferentes defectos incluidos defectos óseos y de tejido blando, así como en heridas difíciles de manejar producto de la isquemia y la radiación. Procedimientos estéticos como el aumento mamario y el rejuvenecimiento de la piel han mostrado resultados positivos con tratamientos basados en células madre. Cabe destacar que en estos estudios se han visto mínimas complicaciones producto de la terapia celular. En particular, las ASCs han probado ser particularmente útiles dado que son fáciles de aislar y el cultivo ex vivo eficiente las convierte en candidatas ideales para aplicaciones clínicas. Sin embargo, aún hay mucho desconocimiento acerca de los mecanismos de acción que subyacen los efectos terapéuticos de estas células. Respecto a esto, sería beneficioso que los esfuerzos futuros se centraran en investigar la sobrevida de las células transplantadas en el nicho de la injuria, en la proliferación de las células madre luego del transplante y en la apropiada integración de las células transplantadas en el ambiente circundante. Por otra parte, la mayoría de la literatura clínica referente a este tema, está compuesta de reportes de casos y series pequeñas de casos. Los cuales, son estudios valiosos para crear una base que guie los experimentos futuros. Sin embargo, eventualmente, serán necesarios ensayos clínicos aleatorios para determinar la verdadera seguridad y eficacia de estos tratamientos nuevos.
En general, los recientes avances clínicos en terapias con células madres, sugieren un futuro promisorio para terapias médicas regenerativas en cirugía plástica. Sin embargo, a media que la ciencia básica del comportamiento de las células madre siga siendo revelado, es crucial la implementación cuidadosa y controlada de las terapias basadas en células madre para el traslado apropiado de esta nueva tecnología al escenario clínico.