C¨¦lulas madre y alta tecnolog¨ªa: dos laboratorios espa?oles frente al reto de crear sangre artificial

El ser humano no descubri¨® la existencia de los cuatro grandes grupos sangu¨ªneos hasta 1901, cuando un m¨¦dico y bi¨®logo vien¨¦s llamado Karl Landsteiner se decidi¨® a realizar un experimento en su laboratorio de la Universidad de Viena. Hasta entonces, a los pacientes que lo necesitaban se les inoculaba cualquier tipo de sangre. En la mayor¨ªa de casos, esa transfusi¨®n era incompatible y provocaba la reacci¨®n del sistema inmunitario del receptor, que pod¨ªa llegar a morir. Landsteiner analiz¨® la sangre de 22 personas ¡ªincluida la suya y la de cinco de sus colaboradores¡ª y determin¨® la existencia de tres tipos sangu¨ªneos: A, B y 0. Descubrimiento por el que gan¨® el premio Nobel de medicina en 1930. Dos a?os m¨¢s tarde, sus disc¨ªpulos hicieron un estudio m¨¢s amplio y encontraron el cuarto, bautizado como AB.

Apenas 100 a?os despu¨¦s, el ser humano ya tiene la tecnolog¨ªa y los conocimientos necesarios para desarrollar gl¨®bulos artificiales. Dos laboratorios en Espa?a, ambos en Barcelona, se han embarcado en esta revoluci¨®n y con enfoques completamente diferentes.

La investigaci¨®n del Banco de Sangre y Tejidos (BST) gira en torno a la producci¨®n de gl¨®bulos rojos a partir de c¨¦lulas madre, pero conseguir estas c¨¦lulas es muy complicado. ¡°Por eso estamos trabajando en generar l¨ªneas celulares precursoras¡±, explica por tel¨¦fono Nuria Nogu¨¦s, la doctora que encabeza la investigaci¨®n.

Gl¨®bulos rojos a partir de c¨¦lulas madre

Dependiendo del est¨ªmulo que reciban las c¨¦lulas madre, pueden convertirse en cualquier otra. En el laboratorio del BST cultivan estas c¨¦lulas hasta convertirlas en gl¨®bulos rojos, y esas ¡°l¨ªneas celulares precursoras¡± son una especie de antesala directa a las c¨¦lulas sangu¨ªneas. Nogu¨¦s destaca varios factores: pueden almacenarse en el laboratorio, pueden usarse a perpetuidad y son capaces de producir, bajo las condiciones espec¨ªficas, gl¨®bulos rojos en unos 12 d¨ªas. Antes, cuando lo hac¨ªan directamente a partir de c¨¦lulas madre, el proceso de cultivo se alargaba m¨¢s de 30 d¨ªas.

El objetivo del proyecto, matiza la cient¨ªfica, no es fabricar sangre para sustituir a las donaciones. Pese a los avances que han hecho, todav¨ªa est¨¢n lejos ¡ªellos y el resto de laboratorios¡ª de producir gl¨®bulos rojos a una velocidad y en una cantidad suficientes. ¡°Todav¨ªa hay que escalar la producci¨®n y superar las pruebas cl¨ªnicas necesarias. Queda un largo camino por delante, as¨ª que la gente no puede dejar de donar¡±, pide Nogu¨¦s. ¡°Se han desarrollado biorreactores que imitan las condiciones naturales para escalar el cultivo de estas c¨¦lulas, y eso nos acerca cada vez m¨¢s a esa realidad, pero no podemos bajar la guardia¡±.

El porqu¨¦ del proyecto ¡ªel primero, al menos¡ª es desarrollar una alternativa terap¨¦utica para pacientes con grupos sangu¨ªneos raros o poco habituales, que representan entre el 0,01% y el 0,1% de la poblaci¨®n. Estos pacientes tienen dificultades para recibir transfusiones debido a la escasez de donantes compatibles, ya que su sistema inmune puede reaccionar cuando se les administra sangre de un donante que no es compatible.

El BTS tiene un banco de sangre en el que han ido desarrollando ¡°l¨ªneas celulares precursoras¡± a partir de las c¨¦lulas madre de pacientes de grupos sangu¨ªneos raros. ¡°El objetivo final es obtener l¨ªneas celulares que nos permitan producir gl¨®bulos rojos cuando no se encuentra un donante compatible¡±, explica Nogu¨¦s.

Ya hay un ensayo cl¨ªnico en marcha que ha utilizado esta metodolog¨ªa para producir gl¨®bulos rojos. El estudio comenz¨® en noviembre de 2022 con un solo sujeto. Es un avance pionero impulsado por el NHS Blood and Transplant (NHSBT) en colaboraci¨®n con la Universidad de Bristol. De momento, informa Nogu¨¦s, dos a?os despu¨¦s de su puesta en marcha, el ensayo va bien y el paciente mantiene un buen estado de salud.

¡°Es un paso crucial para garantizar la seguridad de estas c¨¦lulas para las personas¡±, dice la doctora. Adem¨¢s, el ensayo est¨¢ estudiando la vida ¨²til de las c¨¦lulas cultivadas en laboratorio. ¡°Son todas frescas (j¨®venes), por lo que el equipo espera que tengan un mejor rendimiento que una transfusi¨®n similar de gl¨®bulos rojos donados est¨¢ndar, que contiene c¨¦lulas de distintas edades¡±, explican en el laboratorio ingl¨¦s.

Gl¨®bulos rojos de la nada

El segundo proyecto en marcha en Espa?a se llama SynEry, y parece todav¨ªa m¨¢s complejo que el primero. Se est¨¢ desarrollando en el Instituto de Ciencia de Materiales de Barcelona (ICMAB), en colaboraci¨®n con el CSIC, y tiene ra¨ªces europeas. Est¨¢ coordinado por la Universidad KU Leuven (B¨¦lgica), y colaboran el mencionado ICMAB, el Center for Nanomedicine and Tissue Engineering (Italia) y el Integrated Biology of Red Blood Cell en Par¨ªs (Francia). En total, 20 investigadores al servicio de la iniciativa. Comenz¨® en abril de 2022, y de momento, cuenta Arantzazu Gonz¨¢lez-Campo, la investigadora principal en Espa?a, van cumpliendo con los objetivos marcados. Pero fabricar un gl¨®bulo rojo desde cero es complicado.

¡°Cada grupo se est¨¢ ocupando de una parte del proceso¡±, explica. Se han repartido la tarea entre los distintos centros, y su parte consiste en la ¡°biofuncionalizaci¨®n y caracterizaci¨®n de nanopart¨ªculas para mimetizar y ayudar a la formaci¨®n de eritrocitos sint¨¦ticos¡±, y en el ¡°control de su ensamblaje y desensamblaje¡±, dice en la descripci¨®n del proyecto que aparece en internet.

Gonz¨¢lez-Campo lo intenta explicar: ¡°Hemos desagrupado una c¨¦lula, un gl¨®bulo rojo, en este caso, en sus distintas partes. Hemos cogido sus elementos b¨¢sicos y los queremos combinar para crear un gl¨®bulo rojo¡±. Cada grupo se est¨¢ ocupando de reproducir una parte de la c¨¦lula. En el ICMAB lo que hacen es ¡°funcionalizar part¨ªculas [se les agregan mol¨¦culas en su superficie] para que puedan interactuar con prote¨ªnas que est¨¢n en el gl¨®bulo rojo y que as¨ª se puedan mimetizar¡±.

¡°Estos proyectos son importantes para conseguir gl¨®bulos rojos que puedan ser ¨²tiles en pa¨ªses donde la donaci¨®n de sangre escasea¡±, explica la investigadora. Seg¨²n datos de la Organizaci¨®n Mundial de la Salud, el 42% de la sangre que se extrae al a?o en el mundo proviene de pa¨ªses de altos ingresos, donde vive solo el 16% de la poblaci¨®n. La sangre artificial podr¨ªa servir para abastecer al resto de pa¨ªses. En los pa¨ªses de ingresos m¨¢s altos, los pacientes que reciben m¨¢s transfusiones son los mayores de 65 a?os, mientras que en los de bajos ingresos son los ni?os menores de 5 a?os. En estas regiones, las transfusiones se utilizan m¨¢s a menudo en casos de complicaciones gestacionales y de anemia infantil grave, y no tanto para casos de cirug¨ªas complicadas.

¡°El objetivo es llegar a tener una funci¨®n determinada que sea biocompatible y que lo puedas fabricar en una estructura farmac¨¦utica que no tenga la necesidad de conservarse en una condiciones tan espec¨ªficas como la sangre donada actual¡±, defiende Gonz¨¢lez-Campo. ¡°Pero nadie sabe cu¨¢ndo vamos a conseguir esto todav¨ªa¡±. Nogu¨¦s piensa lo mismo. ¡°Van a hacer falta cinco, siete, diez a?os. Hay que ser pacientes, pero llegar¨¢, estoy convencida¡±.

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