Innovaciones Biológicas: Trasplantes, Desarrollo Humano y Medicina Regenerativa

El Trasplante de Órganos: Un Hito Médico del Siglo XX

El trasplante de órganos fue uno de los grandes éxitos de la medicina del siglo XX. En 1954 se realizó con éxito el primer trasplante de riñón. En los últimos 40 años, esta terapia ha logrado mejorar las condiciones de vida de muchos enfermos y ofrecer a otros la única esperanza de seguir con vida.

¿Quién puede ser donante?

El trasplante constituye actualmente una técnica médica muy desarrollada que logra magníficos resultados en los receptores, pero se necesitan obligatoriamente donantes. El donante suele ser una persona en situación de muerte cerebral o muerte encefálica. Para que una persona se considere posible donante, es suficiente con que, en vida, haya transmitido a los familiares más directos la decisión de donar sus órganos. En algunos tipos de trasplante, el donante puede ser una persona viva (hígado o riñón, por ejemplo).

Legislación Española sobre Donación y Trasplante

La legislación española contempla como puntos fundamentales:

  • El establecimiento de la llamada muerte encefálica como definición científica, legal y ética del concepto de muerte del individuo.
  • El respeto a la voluntad del fallecido en cuanto a donar o no sus órganos.
  • La necesidad de que el diagnóstico de muerte se haga por un equipo médico independiente al trasplante.
  • El carácter altruista de la donación y la no comercialización de los órganos.
  • La garantía de anonimato del donante.
  • La aplicación de criterios médicos para la distribución de los órganos disponibles.

Problemas de los Trasplantes

Trasplantar es sustituir un órgano enfermo por otro que funcione. El trasplante de órganos y tejidos como método terapéutico presenta tres graves problemas:

  1. El rechazo inmunológico: Nuestro sistema inmunitario tiene la capacidad de distinguir lo propio de lo extraño; si los glóbulos blancos detectan algo extraño, intentan destruirlo. Por eso es imprescindible que donante y receptor sean lo más parecidos posibles, que sean compatibles; en caso contrario, se produce el rechazo. Para minimizar o evitar el rechazo, se utilizan potentes fármacos llamados inmunosupresores.
  2. La escasez de órganos disponibles: España es el país con mayor índice de donantes. Aunque los plazos de espera están por debajo de cualquier otro país y en casos urgentes no superan los pocos días, entre un 10-15% de pacientes muere antes de recibir el trasplante.
  3. La imposibilidad técnica de obtener determinados órganos y tejidos: Algunos órganos como el cerebro y, en general, el tejido nervioso, son imposibles de obtener y trasplantar. Muy probablemente, estas nuevas terapias pasarán en un futuro próximo por la medicina regenerativa, que se basa en la utilización de células madre y cuyo objetivo es regenerar cualquiera de los tejidos o los órganos que no funcionan sin provocar daños en el enfermo.

Reproducción Humana y Desarrollo Embrionario

Para comprender el papel que pueden desempeñar las células madre en la medicina regenerativa, debemos conocer cómo se originan nuestros propios tejidos y órganos. Este proceso se inicia a partir de la formación de una única célula, el cigoto, e incluye:

  • La fecundación: Es el proceso por el cual dos gametos (masculino y femenino) se fusionan para crear un nuevo individuo con un genoma derivado de ambos progenitores. Los dos fines principales de la fecundación son la combinación de genes derivados de ambos progenitores y la generación de un nuevo individuo (reproducción).
  • El desarrollo: Es el conjunto de cambios que se producen en cualquier ser vivo durante toda su vida. En las personas, se inicia con la formación del cigoto. La primera parte del desarrollo termina en el momento del nacimiento y se denomina desarrollo embrionario o prenatal. El desarrollo postnatal empieza en el momento del nacimiento y continúa durante la vida.

Puntos Clave del Desarrollo Embrionario

La unión del espermatozoide y el óvulo marca el inicio. Desde el punto de vista biológico, presenta tres momentos clave:

  1. La implantación: Es la implantación del embrión en el endometrio. Casi un 70% son eliminados. Esto se debe a que la gestación es un proceso muy costoso y la evolución selecciona solo a los embriones más aptos para que alcancen el final de la gestación.
  2. Inicio de la formación del sistema nervioso: El embrión se desarrolla. Existe un consenso científico general en considerar la frontera de los 14 días como un antes y un después en la consideración científica del estatus del embrión.
  3. Los órganos empiezan a funcionar: Hacia los 2 meses, el embrión comienza el periodo fetal. El feto ya tiene más del 90% de las estructuras del cuerpo humano. El periodo fetal se caracteriza por el crecimiento de estas estructuras, su maduración y el comienzo de su funcionalidad, y se prolongará hasta el noveno mes.

La Reproducción Asistida

Para superar la imposibilidad de concebir de forma natural, se utilizan diversas técnicas de reproducción asistida, que son:

  1. Inseminación artificial: Es el método más sencillo y más antiguo. Consiste en introducir de forma artificial los espermatozoides previamente obtenidos. Se utiliza cuando el índice de espermatozoides es bajo.
  2. Fecundación in vitro (FIV): Consiste en fecundar el óvulo con un espermatozoide fuera del cuerpo de la mujer. Se desarrolla así:
    • Se obtienen los óvulos mediante un tratamiento hormonal que estimula a la mujer a la producción de óvulos.
    • Fecundación: Los óvulos extraídos son fecundados por los espermatozoides en un tubo de ensayo en el laboratorio.
    • Se transfieren los embriones al útero.

Células Madre

El cigoto es una célula con el potencial de desarrollar un individuo completo. Esta célula se divide una y otra vez, dando lugar a nuevas células que se especializan. El término células madre se utiliza para referirse, en general, a las células no especializadas. Estas células se caracterizan porque pueden multiplicarse y originar células que se diferencian y dan lugar a células especializadas.

Tipos de Células Madre

La célula madre por excelencia es el cigoto, capaz de originar todas las células de un nuevo individuo. Las células madre se clasifican en:

  • Totipotentes: Capaces de originar un individuo completo.
  • Pluripotentes: No pueden originar un nuevo individuo, pero mantienen la capacidad de originar todos y cada uno de los tipos celulares que lo forman.
  • Multipotentes: Tienen la capacidad de originar, no todos, pero sí algunos tipos de célula.
  • Oligopotentes: Solo pueden originar uno o unos pocos tipos de células.

La Medicina Regenerativa

La medicina regenerativa es la rama de la bioingeniería que se sirve de la combinación de células, métodos de ingeniería de materiales, bioquímica y fisicoquímica para mejorar o reemplazar funciones biológicas. Mientras la mayoría de definiciones de la ingeniería de tejidos cubre un amplio rango de aplicaciones, en la práctica el término está íntimamente relacionado con las aplicaciones de reparar o reemplazar parcial o totalmente tejidos.

Células Madre que podrían utilizarse en Medicina Regenerativa:

  • Células madre embrionarias: Son las que tienen mayores posibilidades, ya que son pluripotentes.
  • Células madre adultas: Se encuentran en todos los tejidos humanos.
  • Células pluripotentes inducidas (iPS): Células adultas y especializadas que, tras ser sometidas a diferentes tratamientos, se desdiferencian y transforman de nuevo en células madre embrionarias pluripotentes.

La Clonación

La clonación se utiliza para indicar un proceso mediante el cual se obtiene una copia idéntica desde el punto de vista genético.

Proceso de Transferencia Nuclear

El proceso de transferencia nuclear implica los siguientes pasos:

  1. Se obtiene una célula diferenciada.
  2. Se extrae un óvulo.
  3. Se elimina el núcleo del óvulo.
  4. Se transfiere el núcleo de la célula diferenciada al óvulo sin núcleo.
  5. Se cultiva la célula.
  6. Cuando alcanza el estado de mórula o un poco más, se transfiere al útero.
  7. Tras el periodo de gestación, nace un nuevo individuo que es un clon del que aportó el núcleo.

Aplicaciones de la Clonación

  • Agricultura y ganadería: Para obtener copias de animales o plantas que poseen alguna característica interesante.
  • Investigación: Disponer de animales de laboratorio idénticos que puedan utilizarse como modelo para el estudio de enfermedades humanas.
  • Ecología: Recuperar especies que estén en peligro de extinción.
  • Medicina: Obtener órganos para trasplante clonando animales.

La mayoría de los científicos se oponen a la clonación de seres humanos con fines reproductivos. Existen leyes que regulan la investigación en la clonación terapéutica. La polémica parece haberse zanjado con la obtención de células pluripotentes inducidas (iPS) que, aunque están muy lejos de poder ser utilizadas en tratamientos de medicina regenerativa, han abierto la posibilidad de obtener células embrionarias sin utilizar embriones.

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