¿Alguna vez las células madre embrionarias curarán algo?

Cuando a su hijo Sam le diagnosticaron diabetes tipo 1 a los seis meses de edad, Doug Melton no podía creerlo. Recuerdo que en la noche, mi esposa y yo le pinchábamos el talón y le decíamos: 'No, esto no puede ser, esto no puede ser', dice. Parecía que habíamos perdido la lotería.

Posteriormente, su hija recibiría el mismo diagnóstico. Para entonces, Melton ya había dejado lo que estaba haciendo (estudiar huevos de rana en Harvard) y emprendió un esfuerzo por cultivar células pancreáticas desde cero en su laboratorio. Las células beta del páncreas son las que mueren en la diabetes tipo 1, y Melton razonó que podría reemplazarlas utilizando tejido nuevo fabricado a partir de células madre embrionarias.

El esfuerzo de Melton, que involucra un laboratorio de 30 personas en Harvard y una nueva empresa, Semma Therapeutics, a la que nombró en honor a sus hijos, Sam y Emma, ​​es uno de los esfuerzos más costosos y sostenidos para convertir las células madre en tejido trasplantable, un intento que Melton admite que ha estado lleno de falsos comienzos y callejones sin salida. El público definitivamente no aprecia que gran parte de la ciencia es un fracaso, dice.

De hecho, ningún campo de la biotecnología ha prometido más y entregado menos en cuanto a tratamientos que las células madre embrionarias. Solo se han llevado a cabo unos pocos estudios en humanos, sin resultados significativos. Las células, extraídas de embriones de FIV, son capaces de convertirse en cualquier otro tipo de tejido del cuerpo y, por lo tanto, prometen un suministro ilimitado de tejido de reemplazo.

Suena simple, pero no lo ha sido. Melton y su equipo tardaron 15 años en revelar cada paso molecular necesario para convertir una célula madre en una célula beta pancreática capaz de detectar la glucosa y secretar insulina. La receta utiliza un cóctel de productos químicos y un sistema de incubación tridimensional, matraces giratorios altos que elaboran lo que parece un Gatorade rojo oscuro, que en 30 días puede dirigir la diferenciación de las células madre en células beta completamente funcionales.

A principios de este año, Melton fue finalmente capaz de demostrar pudo controlar los niveles de glucosa en sangre de ratones durante seis meses utilizando trasplantes de células beta humanas. Él cree que puede hacer eso en humanos y extender el efecto terapéutico a un año, un objetivo que se le ha entregado a Semma, que está diseñando una bolsa implantable para contener y proteger las células.

Doug Melton

En los últimos dos años, Semma ha recaudado algo menos de $50 millones de firmas de capital de riesgo, la agencia de células madre de California y socios corporativos, incluidos Novartis y Medtronic. William Sahlman, profesor de la Escuela de Negocios de Harvard que forma parte de la junta directiva de Semma, dice que la gente está dispuesta a invertir grandes cantidades de dinero en los experimentos. Una razón: el mercado mundial de la insulina supera los 30.000 millones de dólares al año. Las tiras de prueba y los monitores pueden duplicar eso.

Debido a que sus cuerpos organizan un ataque inmunitario contra las células pancreáticas que regulan la glucosa en la sangre, los diabéticos tipo 1 miden constantemente sus niveles de azúcar en la sangre con pinchazos en los dedos e inyectan insulina varias veces al día. Sus vidas pueden verse acortadas por más de una década . Casi se podría decir que la terapia celular es la solución natural, dice Melton. No es la solución tecnológica. No es la solución de Google. Es la solución de la naturaleza al problema. Está proporcionando la celda que falta.

Sin embargo, varias compañías están intentando una solución tecnológica mediante el uso de dispositivos electrónicos para construir un páncreas artificial que combina un monitor continuo de glucosa, una bomba de insulina y un sensor con un algoritmo para controlar la dosificación. Medtronic está a punto de recibir la aprobación de la FDA con uno de estos sistemas de circuito cerrado; su MiniMed 670G del tamaño de un teléfono inteligente se desempeñó bien en las primeras pruebas . Una de las empresas hermanas de Google, Verily, es ella misma desarrollando lentes de contacto sensibles a la glucosa y sensores ultrafinos.

Un matraz de células pancreáticas derivadas de embriones humanos. La receta para preparar las células tardó 15 años en desarrollarse.

ViaCyte, con sede en San Diego, en colaboración con Johnson & Johnson, fue la primera en probar células pancreáticas derivadas de embriones en personas. Ha construido un paquete implantable de células inmaduras, que espera diferenciarse dentro del cuerpo, y el año pasado abrió un ensayo clínico para probar la idea.

Semma también cree que necesita convertir las células madre embrionarias no solo en células beta secretoras de insulina, sino en un islote completo: el grupo de células que incluye las células alfa, beta, delta y auxiliares que normalmente se encuentran en un páncreas. Ese es un objetivo complejo pero que imita de cerca a la biología. Hay una razón durante la evolución por la que estas células están adyacentes entre sí, dice Felicia Pagliuca, cofundadora de Semma y veterana del laboratorio de Melton.

Para entregar su islote cultivado en laboratorio a los diabéticos, Semma está desarrollando prototipos de un paquete recuperable del tamaño de un iPhone cuyos materiales lo aíslan del sistema inmunológico, para que los pacientes no tengan que tomar medicamentos inmunosupresores, como lo harían. si tuvieran un trasplante de riñón. Christopher Thanos, vicepresidente de entrega de Semma, dice que su equipo está modelando procesos fisiológicos dentro y alrededor del dispositivo para experimentar con diferentes tasas de difusión de oxígeno, nutrientes e insulina.

Las células del páncreas humano se elaboran dentro de matraces giratorios en el laboratorio de la Universidad de Harvard de Douglas Melton.

Algunos expertos externos creen que no será posible proteger las células. No soy optimista de que la encapsulación proporcione la respuesta, dice David Cooper, profesor de cirugía en la Universidad de Pittsburgh que trabaja en el cultivo de islotes humanos en cerdos. Personalmente, no creo que un dispositivo vaya a tener éxito alguna vez. Es imposible mantener fuera a todos los agentes nocivos, dice, refiriéndose a las citoquinas, anticuerpos y otros compuestos que el cuerpo libera en respuesta a un cuerpo extraño. Realmente hay muy poca evidencia de que una cápsula pueda protegerlo completamente de una respuesta inmune.

La perspectiva de una cirugía todos los años por el resto de su vida también es una preocupación práctica. ¿Cuántos diabéticos se inscribirían para 50, 60, 70 cirugías a lo largo de su vida? ¿Cuál será el efecto de la cicatrización repetida alrededor del sitio quirúrgico? Melton dice que la inconveniencia de la cirugía debe sopesarse frente a los miles de pinchazos en los dedos e inyecciones que los diabéticos deben administrar cada año. Mis hijos dicen que una vez al mes no dudarían. Creo que eso es un poco extremo, dice. Pero si fuera dos veces al año, creo que es una oportunidad.

Si el dispositivo no funciona, Semma tiene una especie de plan de respaldo. Recibió una subvención de $5 millones de CIRM, la agencia de células madre de California, para fabricar islotes a partir del propio tejido de un paciente utilizando células madre pluripotentes inducidas. Ese es un proceso mediante el cual las células adultas, como las células de la piel, se reprograman en células madre. Estas células coincidentes no serían rechazadas por el cuerpo como extrañas, y es posible que no necesiten tanta protección, aunque probablemente no evitarían el daño por los procesos que causan la diabetes tipo 1 en primer lugar. Semma cree que podrían ayudar a una fracción de pacientes cuya diabetes tiene diferentes causas.

Semma aún no tiene un cronograma de cuándo podría estar listo su páncreas biotecnológico implantable. Eso significa que los hijos de Melton tendrán que esperar un poco más. Lamento que tarde tanto, dice Melton, pero va a funcionar.

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