Nina Tandon: ¿Podría la ingeniería de tejidos significar medicina personalizada?
Cada uno de nuestros cuerpos es profundamente único. Y este es un pensamiento amable hasta que llega la hora de tratar una enfermedad, cuando cada cuerpo reacciona de formas distintas, en ocasiones impredeciblemente, a un tratamiento estándar. Nina Tandon, ingeniera de tejido nos habla sobre una posible solución: utilizar células madre pluripotentes para crear modelos personalizados de órganos para probar nuevas drogas y tratamientos, y almacenarlos en chips de computadora (medicina extremadamente personalizada).
Nina Tandon estudia las maneras de utilizar señales eléctricas para hacer crecer tejido artificial para transplantes y otras terapias.
Me gustaría mostrarles un video de algunos de los modelos que trabajo. Tienen el tamaño perfecto, y no tienen ni un ápice de grasa. ¿He mencionado que son hermosos y que son modelos científicos? (Risas)
Como seguramente adivinaron, soy ingeniera de tejidos, y este es un video de algunos de los corazones con latidos que he diseñado en el laboratorio. Y esperamos que un día esos tejidos puedan servir de reemplazo para el cuerpo humano. Pero hoy hablaré de lo buenos que son estos tejidos como modelos.
Pensemos por un momento en el proceso de certificación de fármacos. Pasamos por la formulación, pruebas de laboratorio, pruebas en animales, ensayos clínicos, que podrían denominarse pruebas en humanos, antes de que los fármacos lleguen al mercado. Cuesta mucho dinero, mucho tiempo, y, a veces, aún si el fármaco llega al mercado, se comporta de un modo impredecible y daña a la gente. Y cuanto más tarde falle, peores serán las consecuencias.
Todo se reduce a dos temas. Uno: los humanos no somos ratas; y dos: a pesar de nuestras increíbles similitudes de unos con otros, en realidad esas diminutas diferencias entre uno y otro tienen enorme impacto en la forma de metabolizar fármacos y los efectos de esos fármacos sobre nosotros.
¿Qué tal si tuviésemos modelos de laboratorio que no sólo nos imitaran mejor que las ratas sino que reflejaran nuestra diversidad? Veamos cómo podemos hacerlo con ingeniería tisular.
Una de las tecnologías clave que es realmente importante es lo que se llama células madre pluripotentes inducidas. Han sido desarrolladas en Japón hace bastante poco. Bien, células madre pluripotentes inducidas. Se parecen mucho a las células madre embrionarias sólo que no tienen controversia. Inducimos a las células, digamos, células de la piel, agregándole unos genes, los cultivamos, y luego los cosechamos. Son células de la piel que pueden ser llevadas en una especie de amnesia celular, a un estado embrionario. Que no tenga controversia es algo genial, es lo primero. La segunda cosa genial es que se puede cultivar todo tipo de tejidos con ellas: cerebro, corazón, hígado, tienen la imagen, a partir de las células propias. Podemos hacer un modelo de tu corazón, tu cerebro, en un chip.
La generación de tejidos de densidad y comportamiento predecible es el segundo elemento, y será clave para que el descubrimiento de fármacos adopte estos modelos. Y este es el esquema de un biorreactor que estamos desarrollando para ayudar a diseñar tejidos de un modo más modular y escalable. En el futuro, imaginemos una versión paralela masiva de esta con miles de órganos de tejido humano. Sería como tener un ensayo clínico en un chip.
Otra cosa sobre estas células madre pluripotentes inducidas es que si tomamos algunas células de la piel, digamos, de personas con una enfermedad genética y diseñamos tejidos a partir de ellos, podemos usar técnicas de ingeniería tisular para generar modelos de esas enfermedades en el laboratorio. Este es un ejemplo del laboratorio de Kevin Eggan en Harvard. Él generó neuronas a partir de estas células madre pluripotentes inducidas de pacientes que tienen la enfermedad de Lou Gehrig, y él las diferenció en neuronas, y lo asombroso es que estas neuronas también muestran síntomas de la enfermedad. Así que con modelos de enfermedades como éstas, podemos luchar más rápido antes y entender mejor la enfermedad que antes, y quizá descubrir fármacos aún más rápido. Este es otro ejemplo de células madre de pacientes específicos diseñadas a partir de células con retinitis pigmentaria. Esta es una degeneración de la retina. Es una enfermedad que está presente en mi familia, y esperamos realmente que células como éstas nos ayuden a encontrar una cura.
Así que algunas personas piensan que estos modelos suenan muy bien, pero preguntan: “Bueno, ¿son tan buenos como la rata?” La rata, después de todo, es un organismo completo con redes interactivas de órganos. Un fármaco para el corazón puede metabolizarse en el hígado, y alguno de los subproductos pueden almacenarse en la grasa. ¿No extrañas todo eso con estos modelos de ingeniería tisular? Bueno, esta es otra tendencia en el campo. La combinación de técnicas de ingeniería tisular con microfluídica, el campo evoluciona hacia allí, un modelo integral del ecosistema corporal, lleno de múltiples sistemas de órganos para probar qué fármaco que uno toma para la presión arterial podría afectar al hígado o si un antidepresivo podría afectar al corazón. Estos sistemas son reamente difíciles de construir, pero estamos empezando a hacerlo, así que estén atentos.
Y eso no es todo, porque una vez que se aprueba un fármaco las técnicas de ingeniería tisular pueden ayudarnos a desarrollar tratamientos más personalizados. Este es un ejemplo que podría interesarles algún día, espero que nunca, porque imaginen si alguna vez reciben el llamado que les da la mala noticia de que podrían tener cáncer. ¿No probarían si esos fármacos contra el cáncer que van a tomar funcionarán en Uds.? Este es un ejemplo del laboratorio de Karen Burg en el que usan tecnologías de inyección para imprimir células de cáncer de mama para estudiar avances y tratamientos. Y algunos de nuestros compañeros de Tufts mezclan modelos con ingeniería tisular ósea para ver cómo el cáncer podría extenderse de una parte del cuerpo a otra, y pueden imaginar esos chips de tejidos múltiples como la próxima generación de este tipo de estudios.
Pensando en los modelos que acabamos de comentar, se puede ver, en el futuro, que la ingeniería de tejidos está preparada para ayudar a revolucionar la certificación de drogas en cada paso del proceso: modelos de enfermedades que permitan mejor formulación de fármacos, modelos de tejidos humanos masivos para ayudar a revolucionar pruebas de laboratorio, reducir las pruebas con animales y humanos en los ensayos clínicos, y terapias individualizadas que irrumpan en lo que ni siquiera consideramos un mercado. En esencia, estamos acelerando drásticamente la retroalimentación entre el desarrollo de una molécula y sus efectos en el cuerpo humano. Nuestra manera de hacerlo consiste en transformar la biotecnología y la farmacología en una tecnología de la información, que nos ayude a descubrir y evaluar los medicamentos más rápido, de forma más barata y más eficaz. Le da un nuevo significado a los modelos de experimentación con animales, ¿no? Gracias. (Aplausos)
Tomado íntegro de Ted, Ideas que vale la pena difundir.
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