El método de creación de las células iPS (células madre pluripotentes inducidas) es una tecnología revolucionaria que inventó en 2006 Yamanaka Shin’ya, profesor de la Universidad de Kioto.
“Las células son las unidades básicas que componen nuestro organismo. Cumplen funciones específicas en los distintos tejidos y órganos.
Las de la piel, por ejemplo, protegen el organismo del exterior, mientras que las del miocardio hacen que el corazón se mueva para enviar sangre a todo el cuerpo.
Una vez determinada su función, casi nunca se transforman en células de otro tipo.
El fenómeno por el cual se asigna el papel a una célula se conoce como diferenciación”, explica Etō Kōji, subdirector del Centro de Investigación y Aplicación de Células Madre (CIRA) de Japón.
En los organismos pluricelulares como somos los seres humanos, todos los órganos y aparatos del cuerpo ―el cerebro, el corazón, los músculos, los huesos, etc.― se forman a partir de un solo cigoto mediante la diferenciación celular.
El ADN es como un plano de diseño del organismo contenido en el núcleo de las células.
Cuando este se diferencia, solo se utiliza la parte necesaria para la función que debe desempeñar la célula en cuestión y las otras posibilidades quedan descartadas.
“La esencia de las iPS es una tecnología que permite devolver células normales que ya se han diferenciado a un estado en que pueden convertirse en cualquier tipo de célula.
Concretamente, introduciendo unos cuantos genes (Oct4, Sox2, Klf4, c-Myc, etc.) en células de la piel, de la sangre u otras, y sometiéndolas a una operación llamada «reprogramación», hemos logrado hacerlas “pluripotenciales” para que se transformen en diferentes tipos de células (del corazón, del sistema nervioso, etc.) como si fueran cigotos”.
Reproducción ilimitada
Una de las principales características de las células iPS es su capacidad de reproducirse. Las células normales, una vez se diferencian, pueden dividirse un número limitado de veces; no se reproducen infinitamente.
Las de la piel, por ejemplo, mueren tras un periodo determinado y se sustituyen por otras nuevas.
En cambio, las células iPS poseen la capacidad de replicarse y, en las condiciones adecuadas, pueden dividirse de forma ilimitada.
Por eso se adoptaron como material para la restauración de tejidos y la medicina regenerativa.
La invención de las células iPS le valió al profesor Yamanaka el Nobel de Fisiología o Medicina en 2012 por haber hallado un método para reinicializar células maduras y deshacer la irreversibilidad de su diferenciación.
Células ES
Antes de que existieran las células iPS, la medicina regenerativa usaba células madre embrionarias (células ES, por sus siglas en inglés), que se forman a partir de embriones en fase primaria y se crearon por primera vez con ratones en 1981 y con tejido humano en 1998.
“Las células ES, también pluripotenciales y multiplicables, levantaron grandes expectativas en la medicina regenerativa, pero el hecho de que se emplearan cigotos planteaba problemas éticos.
En cambio, las células iPS han interesado mucho en todo el mundo porque, al formarse a partir de células del organismo del propio paciente, no requieren el uso de cigotos y presentan la ventaja añadida de no provocar rechazo al trasplantarlas”.
Medicina regenerativa en Japón
La medicina regenerativa avanza gracias a los numerosos logros de las células iPS
El subdirector del CiRA explica así la situación actual de la investigación sobre las células iPS:
“Japón, impulsado por el firme respaldo del Gobierno, ha logrado liderar el campo de la medicina regenerativa a nivel global.
Actualmente tenemos en marcha ocho grandes programas de investigación con células iPS para generar células de la retina, del corazón, del sistema inmunológico, plaquetas, etc.
En esto también llevamos años de ventaja respecto a otras regiones avanzadas en medicina como son Europa, Estados Unidos y China”.
La investigación que ha logrado resultados más destacados es la de Takahashi Masayo, que en su carrera ha liderado proyectos de la Agencia Nacional de Investigación y Desarrollo y actualmente dirige la startup médica Vision Care, con sede en Kobe.
Oftalmología
Takahashi trabaja en tratamientos para enfermedades oculares como la degeneración macular asociada con la edad y la retinitis pigmentosa elaborando láminas de células de la retina.
La doctora Takahashi Masayo encabeza el campo de la regeneración de la retina a nivel internacional.
Neurología
Takahashi Atsushi, director del CiRA y marido de la doctora, también ha logrado hallazgos sin precedentes para la enfermedad de Parkinson.
Cardiología
En cardiología, el profesor Sawa Yoshiki de la Universidad de Osaka elaboró la primera lámina de células de miocardio con iPS del mundo y la empleó para operar a un paciente con enfermedad cardiaca grave.
Por otro lado, el profesor Fukuda Kei’ichi de la Universidad Keiō está estudiando la seguridad y la efectividad de un tratamiento que consistiría en trasplantar células del miocardio con forma esférica creadas a partir de células iPS.
Hematología
El subdirector Etō también se consagra al desarrollo de nuevos tratamientos:
“Nuestro equipo lleva a cabo una investigación para producir en masa plaquetas, unas células que se encuentran en la sangre y desempeñan el importante papel de detener las hemorragias.
En 2021 realizamos un estudio clínico para trasplantar plaquetas de células iPS creadas a partir de las propias células de personas con un tipo de sangre poco frecuente para las que cuesta encontrar donantes.
Queremos usar los resultados obtenidos para un ensayo clínico en el que saquemos nuevos fármacos de plaquetas que empezará en 2027”.
Oncología
Las células iPS también han permitido importantes avances en el tratamiento del cáncer.
Kaneko Arata, investigador del CiRA, lidera una investigación para usar células del sistema inmune (células T y células NK) creadas a partir de células iPS como “arma” para atacar a las células cancerosas.
Por ejemplo, introduciendo en las células T un gen llamado CAR que reconoce específicamente a las células cancerosas, se puede producir potentes células CAR-T en masa.
Esta tecnología permite obtener no solo productos celulares personalizados para un solo paciente, sino también productos estandarizados aplicables a múltiples pacientes.
La reserva de células iPS
La reserva de células iPS es una iniciativa montada por el CiRA, que ha contribuido enormemente a la causa.
En el cultivo autólogo, en que las células iPS se forman a partir de tejidos del paciente, se requieren varios meses para elaborar el producto.
Con la reserva, en cambio, se almacenan células iPS generadas con células previamente extraídas de donantes sanos para suministrarlas a investigadores y organismos médicos.
Utilizar esa reserva común ha hecho posible avanzar en las investigaciones con eficacia y rapidez.
La reserva está diseñada para cubrir los principales genes de tipo HLA (Human Leukocyte Antigen), genes que determinan la compatibilidad inmunológica, y presenta la ventaja de reducir el riesgo de rechazo del trasplante.
En abril de 2020 la reserva se trasladó del CiRA a la Fundación CiRA, que ahora reafirma la base para difundir la medicina regenerativa actuando como puente para conectar con la industria.
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