Los trasplantes de mitocondrias están emergiendo como una prometedora estrategia terapéutica que busca aliviar muchas condiciones médicas que a la fecha son de difícil tratamiento, desde problemas congénitos hasta condiciones asociadas al envejecimiento como diabetes o enfermedades cardiovasculares. Estos orgánulos citoplasmáticos son fundamentales para la producción de energía, pero también regulan la muerte celular, la señalización intracelular y el metabolismo. De modo que, cuando fallan, pueden ocasionar varias enfermedades.
En un artículo de 2016, James McCully, de la facultad de medicina de Harvard, demostró que el trasplante de mitocondrias podría ser una estrategia cardioprotectora eficaz, segura y fácilmente implementable para tratar la isquemia miocárdica y mejorar la función cardíaca, tanto en corazones adultos como en células cardiacas neonatales. Esta evidencia se sustenta en el hecho de que la captación mitocondrial suele suscitarse de manera natural en procesos de reparación de tejidos dañados (como en el corazón o el cerebro) y en respuesta frente a isquemia o daño celular grave mediante un mecanismo de comunicación intercelular. El experimento realizado por investigadores liderados por McCully, respalda la visión de que el trasplante mitocondrial podría convertirse en una herramienta terapéutica clave para médicos y cirujanos en el tratamiento de diversas enfermedades isquémicas, mitocondriales y otros trastornos relacionados.
Desde entonces, este y otros investigadores han contribuido significativamente al creciente conocimiento sobre los beneficios del trasplante mitocondrial, una técnica que se enmarca dentro del campo de la medicina regenerativa. Una disciplina científica que se centra en la reparación y regeneración de tejidos y órganos dañados mediante el uso de células propias del paciente o de un donante. La medicina regenerativa integra principios de biología celular y molecular, ingeniería de tejidos y biotecnología para desarrollar terapias que no solo traten los síntomas, sino que restauren la estructura y función de los tejidos afectados. Entre sus principales estrategias se encuentran el uso de células madre, biomateriales, factores de crecimiento, técnicas para estimular los mecanismos naturales de curación del cuerpo y ahora el trasplante de mitocondrias.
Células madre
La terapia regenerativa más conocida hasta hoy es la que utiliza células madre para ayudar al cuerpo a reparar tejidos dañados. En esta estrategia, se extraen células del propio paciente, se cultivan en el laboratorio y se estimula su transformación en los tipos de células que el organismo necesita para sanar. De todas ellas, las células madre mesenquimales (MSC), aunque todavía en estudio, son especialmente valiosas porque pueden convertirse en distintos tipos de células —como cartílago, hueso o tejido nervioso— y, además, ayudan a controlar la respuesta del sistema inmunológico, reduciendo la inflamación. Gracias a estas capacidades, se han logrado avances importantes en la regeneración de tejidos como el cartílago, la médula espinal, la retina y el corazón, órganos donde normalmente la curación natural es muy limitada. Por otro lado, las células madre hematopoyéticas, que forman las células de la sangre, se utilizan desde hace años en el tratamiento de leucemias y otros cánceres sanguíneos, especialmente cuando la quimioterapia o la radioterapia no consiguen eliminar la enfermedad. Estos trasplantes permiten al paciente reconstruir su sistema inmunológico y recuperar una mejor calidad de vida.
Las células madre pueden venir de varias fuentes: las embrionarias, que son pluripotentes y pueden formar casi cualquier tejido; las adultas, que tienen un potencial más limitado; las iPSC, células adultas reprogramadas para comportarse como embrionarias; y las perinatales, provenientes del cordón umbilical o el líquido amniótico. Aunque las primeras ofrecen grandes posibilidades, su uso enfrenta retos importantes: controlar su diferenciación para evitar que formen tumores, y prevenir el rechazo inmunológico. Además, los trasplantes de células madre, especialmente los de donantes, pueden aumentar el riesgo de cáncer secundario. Por eso, la investigación sigue avanzando para hacer esta terapia más segura y efectiva.
Otras herramientas emergentes en medicina regenerativa y terapias alternativas han expandido significativamente las posibilidades de intervención clínica, más allá del uso exclusivo de células madre. Entre estas herramientas destacan los factores de crecimiento, proteínas esenciales que regulan funciones celulares clave como la proliferación, migración y diferenciación. En este contexto, los factores de crecimiento se emplean para activar y potenciar los procesos de curación endógenos. Ejemplos relevantes incluyen el PDGF (factor de crecimiento derivado de plaquetas) y el TGF-β (factor de crecimiento transformante beta), cuya administración controlada mediante sistemas de liberación sostenida ha demostrado mejorar los resultados terapéuticos en distintos modelos experimentales. Dentro de esta misma categoría se encuentra el uso del plasma rico en plaquetas (PRP), un concentrado autólogo obtenido a partir de la sangre del propio paciente que contiene altos niveles de estos y otros factores de crecimiento bioactivos. El PRP ha mostrado eficacia en la estimulación de la regeneración tisular y en la aceleración de los procesos de cicatrización, especialmente en áreas como la medicina deportiva, dermatología, odontología y ortopedia.
Otro campo en rápida evolución es el de la ingeniería de tejidos, que combina principios de biología celular, ciencia de materiales e ingeniería biomédica para construir tejidos funcionales y estructuras biológicas. Un componente esencial de este enfoque es el desarrollo de biomateriales y andamios biológicos, que sirven como plataformas de soporte para la adhesión, proliferación y diferenciación celular. Estos biomateriales pueden ser naturales, como el colágeno y la fibrina, o sintéticos, como los polímeros biodegradables, y algunos, como los hidrogeles, son diseñados para imitar las propiedades de la matriz extracelular, además de facilitar la liberación controlada de factores de crecimiento. En este contexto, la bioimpresión 3D se presenta como una tecnología disruptiva, permitiendo la fabricación precisa de estructuras tridimensionales —como piel, vasos sanguíneos y órganos simples— adaptadas a las características específicas de cada paciente. Aunque su aplicación clínica actual se limita a tejidos relativamente simples, representa un paso importante hacia la medicina personalizada.
Otra estrategia prometedora en el campo de la medicina regenerativa es el uso de exosomas y vesículas extracelulares. Estas diminutas burbujas, liberadas naturalmente por las células, transportan proteínas, grasas y material genético, funcionando como mensajeros que ayudan a las células a comunicarse y a coordinar procesos de reparación. Su gran ventaja es que pueden estimular la regeneración de tejidos sin provocar fuertes respuestas inmunológicas, aunque todavía se trabaja en mejorar su capacidad para llegar justo al lugar donde se necesitan.
Por otro lado, la técnica de edición genética CRISPR/Cas9 ha abierto un nuevo mundo de posibilidades: ahora podemos corregir errores en el ADN con una precisión asombrosa, algo que antes era inimaginable. Sin embargo, aunque esta herramienta ofrece la posibilidad de curar enfermedades desde su raíz, todavía existen retos importantes que resolver, tanto en cuestiones técnicas como éticas y de seguridad, antes de que pueda usarse ampliamente en pacientes.
Por último, podemos combinar todas las terapias anteriormente descritas e integrar el uso de células madre junto con biomateriales o edición genética con factores de crecimiento buscando potenciar los procesos de regeneración tisular y aprovechar simultáneamente las propiedades biológicas de las células. En estudios preclínicos, esta estrategia ha demostrado resultados alentadores, particularmente en la reparación de tejidos musculoesqueléticos.
Innovación médica
El trasplante de mitocondrias, es la innovación más reciente de la medicina regenerativa. Durante los últimos años, se ha logrado mejorar la tasa de supervivencia de bebés prematuros con isquemia cardíaca, trasplantando exitosamente mitocondrias extraídas del tejido abdominal directamente en sus corazones, aumentando la supervivencia del 60 % al 80 %. Paralelamente, se investiga aplicaciones similares en casos de accidentes cerebrovasculares, lesiones traumáticas y enfermedades mitocondriales congénitas como el síndrome de Pearson. De este modo, todos estos estudios sugieren que estas mitocondrias no solo restauran células dañadas, sino que también podrían migrar a otras partes del cuerpo, beneficiando tejidos distantes. Investigaciones en modelos animales y cultivos celulares muestran que los trasplantes mitocondriales pueden reducir la necesidad de quimioterapia en ciertos cánceres, prevenir la muerte neuronal en lesiones de la médula espinal e incluso rejuvenecer células envejecida. En cuanto a este último aspecto, trasplante de mitocondrias podría desempeñar un papel clave en la extensión del periodo de vida saludable y funcional, más allá de simplemente alargar la longevidad.
Estudios en cultivos celulares indican que las mitocondrias trasplantadas pueden rejuvenecer la bioquímica de células envejecidas, lo que aporta una nueva posible explicación al fenómeno observado en animales donde la transfusión de plasma joven revitaliza organismos mayores. Aunque tradicionalmente se atribuía este efecto a factores moleculares presentes en el plasma, surge ahora la hipótesis de que las verdaderas protagonistas podrían ser las mitocondrias circulantes. En este contexto, la investigación sobre el envejecimiento podría desplazar su enfoque desde los factores solubles hacia estas organelas energéticas, posicionándolas como candidatas prometedoras para futuras terapias antienvejecimiento dentro de la medicina regenerativa. En conjunto, estos avances abren un prometedor horizonte para tratar diversas enfermedades y mejorar la calidad de vida en la vejez.
(*) Past decano del Colegio de Biólogos de Lambayeque.
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