Los científicos de CDI crean sus células cardiacas—llamadas Cardiomiocitas iCell—mediante la extracción de células de la propia sangre de una persona (y otros tejidos) y su inversión química hasta hacer que regresen al estado pluripotente. Esto significa que son capaces de convertirse o ser programadas para convertirse en cualquier célula del cuerpo.
Este logro científico proviene del laboratorio del cofundador de CDI y pionero de las células madre James Thomson en la Universidad de Wisconsin. En 2007, su laboratorio publicó un estudio dirigido por el estudiante de post doctorado Junying Yu en la revista Science que detallaba cómo invertir virtualmente cualquier célula humana y llevarla a un estado indiferenciado conocido como célula madre pluripotente inducida, o célula IPS. (El médico y genetista japonés Shinya Yamanaka también creó células IPS a partir de humanos y publicó los detalles en la revista Cell en 2007.)
“Una de las mayores ventajas de estas células es que podemos generarlas en grandes cantidades y a petición del interesado,” afirma el director general de CDI Robert Paley. “Antes, había que obtener las células cardiacas de los cadáveres, por lo que el suministro era limitado.”
Paley y el director comercial de CDI, Chris Kendrick-Parker, discutieron las células cardiacas derivadas de células madre en la Conferencia sobre Cuidados de Salud JP Morgan en San Francisco la semana pasada. El cliente recibe todo tipo de células cardiacas en un vial del tamaño de la punta de un dedo; de entre el millón y medio y los cinco millones de células cardiacas que se encuentran en el vial, algunas se pueden inducir para que tengan pulso al colocarse en una placa petri.
CDI diseñó las células cardiacas principalmente para ayudar al descubrimiento de fármacos y para predecir la eficacia y la toxicidad de los distintos medicamentos. Entre los otros tipos de tests se pueden incluir los análisis para determinar si hay diferencias entre cómo las distintas etnias y las otras subpoblaciones genéticas responden a los fármacos—este tipo de poblaciones pueden tener un riesgo más alto de sufrir efectos secundarios provocados por los medicamentos, y este riesgo elevado hace que los medicamentos simplemente no funcionen. Algunos investigadores también tienen planeado ver cómo responden a fármacos en particular las células derivadas de pacientes con distintos tipos de enfermedades del corazón.
“La utilización de estas células para descubrir qué tipo de fármacos funcionan en las células de un cierto individuo basándose en su genética es un tipo de tecnología muy prometedora,” afirma el genetista Leroy Hood desde el Instituto para la Biología de Sistemas en Seattle, “aunque aún hay que determinar cómo de prometedora.”
Las células provistas por CDI también ofrecen un suministro listo para que los científicos lleven a cabo investigaciones básicas en cuando a la función de las células cardiacas. Sin embargo no resultan baratas. Paley señala que un vial cuesta alrededor de 1.000 dólares, en comparación con los 800 dólares de las células provenientes de un cadáver, aunque estas últimas no están disponibles tan rápidamente, y no laten al colocarse en una placa petri, lo que limita la capacidad de los investigadores para estudiar la electrodinámica de las células cardiacas.
Las células IPS derivadas también tienen el potencial para convertirse en una herramienta de predicción potente al combinarse con los perfiles genéticos que identifiquen la predisposición genética a sufrir reacciones adversas frente a ciertos medicamentos. Las células derivadas de personas con marcadores de ADN que les coloquen en un alto grado de riesgo de sufrir efectos secundarios con un medicamento se pueden poner a prueba para determinar si el riesgo es real antes de incluso llegar a tomar la medicación.
“Antes de la llegada de CDI, estas células eran muy difíciles de obtener, y sólo obteníamos diminutas cantidades,” afirma la bióloga de células madre Sandra Engle, científica principal senior en Pfizer. “Esto no funciona con las pruebas de fármacos de alto rendimiento.” Los científicos utilizan los procesos de alto rendimiento para poner a prueba miles de distintos candidatos a componentes de fármacos y ver cuáles funcionan y cuáles son seguros.
Las células también permiten a los investigadores poner a prueba las células provenientes del mismo grupo de células madre durante el tiempo que tardan en desarrollar los fármacos, que puede ser un periodo de años, explica Engle. “Antes no podíamos hacerlo.” Los investigadores también pueden comprobar los fármacos en células de distintos tipos de pacientes para ver si hay reacciones diferentes, y estudiar la razón por la que algunas células se enferman.
Las células IPS son genéticamente e inmunológicamente compatibles con la persona que proporciona las células originales. Esto significa que las células cardiacas y de otro tipo producidas a partir de las células IPS son serán rechazadas por el sistema inmune de la persona, lo que siempre resultaba posible con las células provenientes de donantes, animales o cadáveres.
Debido a esto, las células IPS derivadas para el corazón y otros tejidos puede que algún día sean el complemento genético perfecto para reparar de forma efectiva los tejidos dañados del corazón y en otras áreas, aunque las células IPS derivadas aún no se pueden usar como piezas de repuesto. “Las terapias con este tipo de células aún tienen mucho camino por delante,” afirma Paley. “No sabemos aún cómo injertarlas y hacer que crezcan en los tejidos humanos.”
Sin embargo, los tests de fármacos personalizados tienen el potencial de convertirse en una herramienta de predicción poderosa al combinar los perfiles genéticos con el análisis de toxicidad celular. Podrían ayudar a determinar reacciones adversas ante fármacos en individuos con alto riesgo genético antes de que incluso les sea recetado el medicamento.
“Esto cambia las reglas del juego,” afirma Engle. “Va a cambiar de forma dramática la biología y el desarrollo de fármacos.”