Falta sangre; fabr¨ªquenla

Los bancos de sangre no est¨¢n precisamente rebosantes del llamado oro rojo. Tienen las reservas justas. De ah¨ª que se resientan de forma seria cada vez que coinciden un c¨²mulo de accidentes o de cirug¨ªas que exigen grandes transfusiones, o cada vez que los donantes se van de vacaciones. Este mismo mes de septiembre el Banco de Sangre y Tejidos de Catalu?a ha tenido que emprender una campa?a especial para conseguir en cinco d¨ªas unas 10.000 unidades de sangre (unos 5.000 litros). Si eso ocurre ahora y en un pa¨ªs como Espa?a, con una de las tasas de donaci¨®n m¨¢s elevada del mundo, ?qu¨¦ pasar¨¢ cuando la poblaci¨®n mundial envejezca, necesite m¨¢s intervenciones y, por lo tanto, se requiera a¨²n m¨¢s sangre? Los cient¨ªficos se afanan en crear compuestos sangu¨ªneos artificiales para poder satisfacer la demanda.

Las c¨¦lulas del cord¨®n umbilical s¨®lo fabrican hoy gl¨®bulos 'in vivo'

Los ensayos con hemat¨ªes sint¨¦ticos fracasan por sus efectos nocivos

Ahora, la mitad de las donaciones se utilizan para cubrir las necesidades de personas mayores de 60 a?os. En el 2050, la poblaci¨®n mundial de ancianos se habr¨¢ duplicado. No s¨®lo podr¨ªan requerir casi la totalidad de las donaciones, sino que al haber menos poblaci¨®n joven tambi¨¦n habr¨¢ menos donantes. Eso sin contar con situaciones imprevisibles que puedan incrementar la demanda, como guerras, desastres naturales u otros accidentes. Los expertos hablan de que en el a?o 2050 en Estados Unidos habr¨¢ un d¨¦ficit de tres millones de donaciones al a?o. O lo que es lo mismo: faltar¨¢n 1,5 millones de litros de sangre. La situaci¨®n ser¨¢ similar en Europa.

El fluido sangu¨ªneo ser¨¢, m¨¢s que nunca, un bien buscado si no se encuentran sustitutos. En ello trabajan desde hace m¨¢s de dos d¨¦cadas muchos grupos de investigaci¨®n de todo el mundo. Aunque los intentos por encontrar un sustituto al fluido de la vida vienen de antiguo.

Los resultados m¨¢s prometedores llegan de la mano de las c¨¦lulas madre. Son la gran promesa para muchas otras enfermedades, pero "si hay un campo en el que llegar¨¢n pronto los resultados es en ¨¦ste", afirma Juan Carlos Izpis¨²a, director del Centro de Medicina Regenerativa de Barcelona (CMRB) e investigador del Salk Institute. "Ser¨¢ donde podremos dar con la aplicaci¨®n m¨¢s inmediata porque la sangre, a diferencia de otros tejidos, no requiere una estructura tridimensional para ser funcional", dice.

El grupo de Izpis¨²a trabaja en la creaci¨®n de sangre artificial con c¨¦lulas iPS (c¨¦lulas madre) obtenidas a partir de c¨¦lulas del cord¨®n umbilical. Se trata de una compleja cadena de transformaciones celulares. Primero, estas c¨¦lulas del cord¨®n umbilical deben transformase en c¨¦lulas madre. Despu¨¦s, estas c¨¦lulas madre inducidas dar¨ªan lugar a c¨¦lulas progenitoras, que ser¨ªan capaces de acabar diferenci¨¢ndose en todas las c¨¦lulas de la sangre: gl¨®bulos blancos, gl¨®bulos rojos, plaquetas y otros compuestos del plasma. El sue?o de muchos cient¨ªficos: la aut¨¦ntica sangre artificial. Pero para poder recrear este proceso en el laboratorio y conseguir fluido sangu¨ªneo completo, con todos sus componentes, a¨²n falta mucho tiempo.

Para empezar, el proyecto est¨¢ a¨²n en fase muy experimental. De hecho, sus primeros resultados no se publicar¨¢n hasta finales de a?o, aunque son esperanzadores. Adem¨¢s, por el momento, Izpis¨²a afirma que la producci¨®n de c¨¦lulas sangu¨ªneas por este m¨¦todo s¨®lo podr¨ªa ser in vivo. Es decir, trasplantando estas c¨¦lulas a la m¨¦dula ¨®sea de un ser vivo para que, una vez en su medio natural (la m¨¦dula es la f¨¢brica de sangre del cuerpo humano) se inicie el proceso de diferenciaci¨®n en los diferentes tipos celulares que forman la sangre. Pero el gran reto va a ser conseguir que el proceso ocurra in vitro, en el laboratorio, y que estas c¨¦lulas madre se diferencien y acaben dando lugar a todos los compuestos del fluido sangu¨ªneo en un cultivo que emule a la perfecci¨®n las condiciones de la m¨¦dula ¨®sea para que se pueda crear el fluido completo necesario para una transfusi¨®n y almacenarlo. Ese es el aut¨¦ntico sue?o de la sangre artificial.

El proyecto de Izpis¨²a es ambicioso. Hasta ahora, la mayor¨ªa de cient¨ªficos se hab¨ªan centrado en conseguir gl¨®bulos rojos artificiales por diferentes v¨ªas. Cuando en los medios de comunicaci¨®n se habla de investigaciones sobre sangre artificial, en realidad, se habla de investigaciones que se han centrado en conseguir hemat¨ªes artificiales o hemoglobina. Para muchos cient¨ªficos, por el momento, centrarse en ellos resulta una l¨ªnea de investigaci¨®n m¨¢s realista y con m¨¢s posibilidades a medio plazo.

De hecho, estas peque?as c¨¦lulas rojas, achatadas, son las que se necesitan cuando hay una gran p¨¦rdida de sangre. Una de las principales funciones del oro rojo consiste en transportar el ox¨ªgeno por el cuerpo, liberarlo en los tejidos y recoger el di¨®xido de carbono. De ello se encarga, en concreto, la hemoglobina que transportan en su interior, y que es la mol¨¦cula que da al gl¨®bulo su color rojo. Esa falta de oxigenaci¨®n es lo que puede conducir a la muerte. "En un litro de sangre, el 40% son gl¨®bulos rojos, aproximadamente un 55% plasma y el resto otros componentes, como la plaquetas o los gl¨®bulos blancos. Si pierdes gl¨®bulos blancos tambi¨¦n los hay en otros tejidos y, por lo tanto, contin¨²an haciendo su funci¨®n. Pero para la sangre la disminuci¨®n de gl¨®bulos rojos es cr¨ªtica de forma inmediata", explica Joan Garc¨ªa, responsable de terapias avanzadas del Banco de Sangre y Tejidos de Catalu?a, que tambi¨¦n participa en un consorcio europeo recien creado, Red on Tap, para conseguir sangre a partir de c¨¦lulas madre.

El Ej¨¦rcito norteamericano, por ejemplo, ha llevado a cabo diferentes proyectos para conseguir gl¨®bulos rojos artificiales. Las guerras, por necesidad, han hecho avanzar el conocimiento sobre las transfusiones. Ya en el siglo XVII, Sir Christopher Wren, cient¨ªfico y arquitecto brit¨¢nico, tuvo la idea de utilizar vino e incluso opio como sustitutos de la sangre humana. Sus experimentos no acabaron bien. A las puertas del siglo XX, se describieron los grupos sangu¨ªneos, y as¨ª se pudo entender mejor por qu¨¦ las transfusiones de sangre en ocasiones ten¨ªan ¨¦xito y en otras eran fatales. Durante la Primera y la Segunda Guerra Mundial las transfusiones de sangre se incorporaron al protocolo de cirug¨ªa.

En los ¨²ltimos a?os, el Ej¨¦rcito estadounidense ha estado trabajando en la creaci¨®n de compuestos sint¨¦ticos que emulan la hemoglobina. Hasta el momento, son quienes han llegado m¨¢s lejos. Han ensayado con pacientes compuestos con perfluorcarbonos, un l¨ªquido sint¨¦tico que puede transportar ox¨ªgeno u di¨®xido de carbono. Tambi¨¦n hemoglobina libre o encapsulada en liposomas en lugar de gl¨®bulos rojos. Incluso se han probado compuestos de sangre de cerdo. Sin embargo, "los sint¨¦ticos no est¨¢n dando los resultados que se esperaban", afirma Garc¨ªa. "Los efectos secundarios son muy importantes", explica Luz Barbolla, hemat¨®loga y gerente del Centro de Transfusi¨®n de la Comunidad de Madrid. Se han descrito infartos de miocardio e hipertensi¨®n, entre otros. Seg¨²n los datos de los ensayos publicados en la revista JAMA, el riesgo de muerte de un paciente que haya recibido una transfusi¨®n con un sustituto es un 30% superior.

Muchos de estos problemas se deben a la complejidad para emular al gl¨®bulo rojo. Tienen una forma achatada, como un donut sin agujero. Y aunque parezca simple, resulta m¨¢s compleja que la de otras muchas c¨¦lulas. "La estructura del gl¨®bulo rojo es muy compleja. Su membrana posee cualidades que a¨²n no ha sido posible imitar", dice Garc¨ªa.

Uno de los grupos que m¨¢s promete se encuentra en Escocia. El servicio de salud brit¨¢nico, el Wellcome Trust -la mayor organizaci¨®n m¨¦dica de car¨¢cter ben¨¦fico del mundo- y el Servicio Nacional Escoc¨¦s de Transfusiones de Sangre han dado una buena inyecci¨®n de recursos a un grupo de investigaci¨®n de la Universidad de Edimburgo, ligado al Roslin Institute (el mismo que cre¨® la oveja Dolly). Trabajan con c¨¦lulas madre procedentes de embriones para conseguir hemat¨ªes. Seg¨²n anunciaron recientemente en una entrevista en el rotativo brit¨¢nico The Independent, en 2012 esperan realizar las primeras transfusiones de prueba a voluntarios.

M¨¢s all¨¢ de conseguir el hemat¨ªe, para que la futura sangre artificial sea realmente ¨²til en los bancos de sangre habr¨¢ que superar otros obst¨¢culos de orden pr¨¢ctico. Uno de ellos, la caducidad. "La sangre, los gl¨®bulos rojos, duran unos 42 d¨ªas, no podemos almacenar grandes cantidades porque tendr¨ªamos que desecharla", afirma Barbolla. Un fluido artificial eficaz deber¨¢ estar listo para dar respuesta en todo momento. Para eso no puede ser perecedero y debe poderse almacenar. "El hemat¨ªe se acaba rompiendo y soltando la hemoglobina", explica Barbolla. Lo ideal ser¨ªa un compuesto liofilizado que se pudiese disolver y aplicar al momento. En este ejercicio de ciencia ficci¨®n, Izpis¨²a, situ¨¢ndose en el terreno de las c¨¦lulas madre, va m¨¢s all¨¢. "En los centros sanitarios podr¨ªa llegar un momento en que tuvi¨¦semos c¨¦lulas progenitoras a punto para poder diferenciarse en lo que necesit¨¢semos en un momento dado", dice [el equivalente a la fase 3 del gr¨¢fico].

Otro de los retos de esta nueva sangre ser¨¢ encontrar un sustituto que sirva para todos los grupos sangu¨ªneos, incluso los m¨¢s raros. Cuanto m¨¢s homog¨¦nea es una poblaci¨®n, m¨¢s facilidad tiene para autoabastecerse porque sus habitantes se parecen. Sin embargo, el aumento de la inmigraci¨®n y, por lo tanto, la diversidad, ha complicado a¨²n m¨¢s la labor de los bancos de sangre. "Ahora tenemos una mayor diversidad antig¨¦nica y, por lo tanto, mayores problemas", explica Barbolla. En el caso de la l¨ªnea de investigaci¨®n con c¨¦lulas procedentes del cord¨®n umbilical, Izpis¨²a augura que "dadas las caracter¨ªsticas inmuno-privilegiadas del cord¨®n, reprogramando unas 500 iPS se podr¨ªan cubrir los haplotipos del 60/70% de la poblaci¨®n".

Si el objetivo es satisfacer a una gran demanda mundial, no servir¨¢n unas pocas c¨¦lulas diferenciadas en el laboratorio, sino que deber¨¢n conseguirse m¨¦todos de cultivos que, como aut¨¦nticas macrof¨¢bricas, sean capaces de crear cantidades ingentes de fluido. Las cifras son astron¨®micas. Cada mil¨ªmetro c¨²bico de sangre donada contiene unos cinco millones de gl¨®bulos rojos, 5.000 blancos y 300.000 plaquetas. "El cuerpo genera 1.000 millones de gl¨®bulos rojos cada hora. Es una m¨¢quina muy perfecta y eficiente que fabrica la sangre en la m¨¦dula ¨®sea. Es el modelo que queremos mimetizar", afirma Garc¨ªa.

Otro asunto ser¨¢ el precio. Con los m¨¦todos que se est¨¢n investigando "fabricar una unidad de sangre (que contiene unos 450 mililitros) podr¨ªa costar unos 4.000 euros", explica Garc¨ªa. "Ahora, una donaci¨®n cuesta entre 150 y 200 euros, dependiendo de la comunidad aut¨®noma", contin¨²a el experto. Un precio cada vez m¨¢s alto, dado que los controles para evitar infecciones son cada vez m¨¢s exhaustivos y sofisticados. Una sangre artificial podr¨ªa asegurar que est¨¢ absolutamente libre de pat¨®genos.

Mientras la sangre artificial contin¨²a en el territorio de la investigaci¨®n b¨¢sica, los expertos coinciden en que hay que continuar aumentando las donaciones, y educando a las generaciones futuras para que sean donantes, concluye Barbolla.