Regeneración neurológica con células madre

– aplicación por neuroendoscopía en traumatismos raquimedulares –

Prof. Dr. Álvaro Córdoba*, Dra. Mariela Alza**

* Neurocirujano. CASMU. Hospital Británico, Asoc. Española

** Otorrinolaringóloga. Instituto Nal. del Cáncer. Hospital Policial, MUCAM, Montevideo, Uruguay.

Resumen. Ante la baja capacidad de reparación del SNC, se han explorado alternativas terapéuticas para mantener la viabilidad del tejido dañado y limitar el área lesional en lesiones por traumatismos raquimedulares.

Es conocido que las células madre adultas tienen la capacidad de diferenciarse en células de diferentes linajes. A su vez, la glía del bulbo olfatorio ha sido utilizada para promover la reparación y regeneración de tejidos dañados en patologías neurológicas.

En el presente artículo se presenta un protocolo de tratamiento para pacientes con traumatismos raquimedulares, a los que se realizan injertos mixtos de células del bulbo olfatorio y células madre hematopoyéticas autólogas en la médula espinal y el LCR a través de neuroendoscopía, con el objetivo de lograr la rehabilitación funcional y mejorar la calidad de vida de los pacientes.

Abstract. Given the low repair capacity of the CNS, therapeutic alternatives have been explored to maintain the viability of the damaged tissue and limit the lesion area in spinal cord trauma injuries..

It is known that adult stem cells have the ability to differentiate into cells of different lineages.

In turn, the olfactory bulb glia cells have been used to promote the repair and regeneration of damaged tissues in neurological pathologies.

This article presents a treatment protocol for patients with spinal cord injuries, in whom mixed grafts of olfactory bulb cells and autologous hematopoietic stem cells are performed in the spinal cord and CSF through neuroendoscopy, with the aim of achieving functional rehabilitation and to improve the quality of life of patients.

Palabras clave: neurorregeneración, células madre, neuroendoscopía, lesión medular.

Keywords: neuroregeneration, stem cells, neuroendoscopy, spinal cord injury.

Introducción

La muerte y la degeneración neuronal ocurren prematuramente en los traumatismos de la médula espinal y también en enfermedades neurodegenerativas como la esclerosis lateral amiotrófica (ELA), entre otras.

El bajo potencial de reparación del SNC ha llevado al desarrollo de estrategias terapéuticas centradas en mantener la viabilidad del tejido dañado, limitar el área de la lesión o detener la progresión de una enfermedad neurodegenerativa.

E-mail: alvarocordoba61@gmail.com

Células madre

El término “células madre” fue acuñado en 1868 por Ernst Haeckel, un biólogo que usó el término “Stammzelle” para designar al organismo unicelular como el ancestro de todos los organismos pluricelulares.

Hoy en día, las células madre, también llamadas células progenitoras, son un grupo de células caracterizadas por su capacidad de autorrenovación a lo largo de la vida.

Estas células desarrollan funciones de homeostasis celular en la reparación y regeneración de tejidos. Respondiendo a señales o estímulos presentes en el microambiente donde se encuentran, estas células inducen su diferenciación hacia líneas celulares con características y funciones especializadas (1-3), ya que presentan una gran heterogeneidad (4-6)

Se ha considerado que las células madre (CM) ideales para la regeneración tisular son las obtenidas a partir de células internas del blastocisto (células madre embrionarias, o CME). Sin embargo, su uso en terapia humana es éticamente complejo ya que involucra la destrucción de embriones de donantes y tiene riesgos potenciales, ya que existe evidencia de desarrollo de teratomas in vitro e in vivo.

Las células madre adultas (CMA) en cambio, tienen la capacidad de diferenciarse en células de diferentes linajes, sin desarrollar teratomas y sin impedimentos éticos (7-9) .

Neurogénesis

Hasta hace dos décadas se pensaba que no había reemplazo neuronal en los mamíferos adultos. Sin embargo, hoy sabemos que existe neurogénesis a partir de células madre ubicadas en:

• los nichos neurogénicos de la zona subgranular del hipocampo,

• el área subventricular del bulbo olfatorio y

• el área subependimaria de la médula espinal.

Dicha neurogénesis es limitada y depende de la actividad de los astrocitos que secretan factores y citocinas, generando un microambiente que induce el desarrollo y diferenciación neuronal en la zona del hipocampo, pero a la vez cumpliría un papel inhibitorio en la proliferación de las CM neurales. En el resto del sistema nervioso central (SNC), este doble efecto se traduce en una respuesta reparadora restringida del SNC ante lesiones y enfermedades neurodegenerativas.

Las células de glía envolvente del bulbo olfativo (GEO), poseen capacidades regenerativas. Forman parte de la glía limitante del nervio olfativo y tienen la capacidad de distribuirse tanto a lo largo del epitelio olfativo en el sistema nervioso periférico, como dentro del SNC, en las capas de fibras olfativo y glomerular (ver figura 2) (10-13)

Estas células comparten características fenotípicas con astrocitos y células de Schwann (14-16); y dentro del nervio olfatorio estimulan la diferenciación de precursores neurales hacia las neuronas olfatorias, permitiéndoles reconectarse con el bulbo olfatorio en el SNC, después de una lesión(17) .

Trasplante de células madre

Los trasplantes de GEO se han utilizado como una alternativa en la reparación y regeneración del SNC para lesiones anisomorfas (con destrucción de la barrera hematoencefálica y limitación de la glía ), principalmente a nivel de la médula espinal. Han sido tratadas con estos trasplantes, lesiones causadas por disección, hemisección y contusión mecánica.

Los resultados obtenidos demuestran neuroprotección, regeneración y recuperación funcional parcial del área afectada (18)

Se ha aplicado la glía del bulbo olfatorio para promover la reparación y regeneración de tejidos dañados en diversas patologías neurológicas para las cuales se carece de terapias curativas actualmente, incluyendo isquemia, enfermedad de Parkinson y trauma medular.

Se han obtenido beneficios tanto estructurales como funcionales a partir de la capacidad de autorrenovación y diferenciación de estas células madre, así como su capacidad para secretar factores tróficos, inducir señales de células supervivencia, e interferir a largo plazo con los mecanismos responsables de la apoptosis neuronal.

Además, las células madre inhiben directamente la muerte celular al inducir proteínas antiapoptóticas y antioxidantes.

Tratamiento de las lesiones medulares

Hasta el momento no existe un tratamiento efectivo e incruento para revertir las secuelas funcionales de la lesión medular por traumatismo espinal

Teniendo en cuenta los efectos devastadores de estas lesiones, hemos diseñado un protocolo de tratamiento para estos pacientes a los que se implantan células madre autólogas en la médula espinal y el LCR, inmediatamente después de ser seleccionadas y purificadas, siendo combinadas con células madre hematopoyéticas (19) .

Objetivos

Mejorar la rehabilitación funcional y la calidad de vida en lesionados raquimedulares mediante injertos mixtos de células del bulbo olfatorio y células madre hematopoyéticas.

Objetivos Específicos

• Evaluar la recuperación (total o parcial) de las funciones comandadas por el sistema nervioso después de un injerto mixto.

• Valorar la morbilidad asociada al procedimiento.

• Establecer un protocolo de cuidados pre, intra y posoperatorios a corto y mediano plazo en pacientes lesionados raquimedulares.

Material y métodos

• Población

Pacientes con lesión traumática de columna con volumen espiratorio y capacidad de vida no inferior al 60 % en espirometría.

Se invitará a participar a pacientes de 5 años en adelante, que hayan sufrido algún trauma (abierto o cerrado) con lesión espinal clínicamente comprobada y resonancia magnética de imagen, previa firma de consentimiento informado (paciente o su responsable legal en el caso de los menores de 18 años).

La lesión puede ser de vértebras cervicales o dorsales, de 1 o 2 vértebras, y la intervención se realizará de 2 a 9 semanas después del traumatismo para superar el componente inflamatorio.

• Criterios de exclusión

• Pacientes con discapacidad (demencia, obesidad mórbida).

• Contaminación del injerto con Staphylococcus aureus o portadores nasales no tratados.

• No consentimiento al tratamiento.

Preparación preoperatoria

• Exudado nasal para descartar contaminación por Staphilococcus aureus.

• Se estimula la médula ósea del paciente con filgrastim 10 mg/kg seis días antes del ingreso, bajo control del hematólogo.

• Se estudia con hemograma completo con leucocitosis como parámetro de control de infección, glucemia, coagulación sanguínea, RX de tórax, electrocardiograma y consulta con anestesista. El paciente es ingresado la noche anterior a la cirugía. Se suspende la vía oral y se coloca vía venosa periférica con aporte basal.

Entrada a bloque quirúrgico, recepción por parte del equipo actuante (anestesista, otorrinolaringólogo, neurocirujano, patólogo anatomopatólogo, circuladores de bloque y exfoliantes).

Intervención

El procedimiento quirúrgico integra cuatro especialidades: hematología, patología, otorrinolaringología y neurocirugía.

El neurocirujano por neuroendoscopía implantará las células del bulbo en la topografía de la lesión espinal.

El hematólogo realiza una infusión intravenosa del grupo restante de células madre (implante sistémico).

Todo el procedimiento se realizará bajo anestesia general e intubación orotraqueal según valoración del terreno general y anestésico (puntuación ASA) dirigida por anestesiólogo.

Antibioticoterapia profiláctica: cefazolina intravenosa intraoperatoria 2 gramos.

Se enfatiza que el procedimiento cumple con las estipulaciones de la FDA con respecto al concepto de Manipulación Mínima No Celular (ver figura 1).

Descripción del abordaje nasal endoscópico

1. Se prepara la torre de endoscopía y se conecta una óptica Hopkins número 30.

2. Se identifican cornetes nasales inferior y medio.

3. Se realiza infiltración con adrenalina en el sector mucoso superior del tabique nasal, 1 cm por detrás de la cabeza del cornete medio.

4. Se diseca y se preparan colgajos mucosos de 3-4 cm en la zona del bulbo olfatorio.

5. La pieza disecada se envía a estudio anatomopatológico para certificar que es mucosa del bulbo olfatorio y estudio bacteriológico para descartar contaminación de la misma.

6. Se realiza hemostasia del lecho de disección del que se extrajo la mucosa.

Descripción de la técnica neuroquirúrgica

1. Las células madre periféricas se recolectan a través de un catéter venoso central, utilizando un equipo de aféresis de flujo continuo.

2. A continuación, se separa la capa de leucocitos del plasma y se analizan y seleccionan las células CD34+. La manipulación en el laboratorio de células madre periféricas se realiza inmediatamente antes del procedimiento neuroendoscópico para preservar la viabilidad celular.

3. Una vez en quirófano y bajo anestesia general, se coloca al paciente sobre el lado izquierdo, con la columna dorsal completamente doblada sobre el borde de la mesa quirúrgica.

4. Se punciona el espacio intervertebral con aguja espinal entre L4 y L5, para obtener 4 mL de LCR.

5. Se prepara una suspensión con los 4 mL de LCR y 2 mL de las células madre extraídas previamente, la que se inyectará en el espacio subaracnoideo.

6. Se aborda el espacio intervertebral entre D8 y D9, donde se introduce un endoscopio semiflexible percutáneo a través de una pequeña incisión reconociendo el surco medio posterior de la médula para evitar las estructuras vasculonerviosas circundantes. El endoscopio de 1 mm se inserta en el surco medio posterior y se inyecta 1 mL de células madre concentradas en combinación con la mucosa del bulbo.

7. Diez minutos después, tras comprobar que el injerto está firmemente adherido mediante la formación de un coágulo con pocos elementos rojos, se inyectan 2 mL de células madre concentradas en el espacio periespinal, finalizando el proceso de autotrasplante (ver figura 6).

8. Se utiliza pegamento de fibrina en la duramadre para evitar la fístula de LCR a través de la aguja de punción.

Tabla 1 - Escala de Asia

Grado A: Lesión completa: Compromiso motor y sensitivo incluyendo S4-S5.

Grado B: Lesión incompleta: se conserva la sensibilidad incluyendo S4-S5. No hay función motora.

Grado C: Lesión incompleta: función motora conservada por debajo de la lesión hasta un grado de fuerza inferior a 3.

Grado D: Lesión incompleta: Función motora conservada por debajo de la lesión con un grado de fuerza mayor de 3.

Grado E: Normal: Función motora y sensitiva conservada.

Tabla 2 - Clasificación Pronóstica en Grados de Frankel

Grado A: lesión motora y sensorial completa.

Grado B: lesión motora completa con cierta percepción de sensibilidad.

Grado C: función motora presente, pero inútil para el paciente.

Grado D: función motora parcial, pero útil.

Grado E: función motora y sensorial normal.

9. Se cierra la piel con puntos.

10. Las células madre restantes se inyectan a través del catéter venoso central, que se retira al final del procedimiento.

Complicaciones

Como injerto autólogo, las complicaciones son prácticamente inexistentes. Pueden aparecer costras al nivel de las fosas nasales.

A nivel neuroquirúrgico la infección y la fístula de LCR son las complicaciones más temibles, pero prácticamente inexistentes, menos del 1 % según Stamberger.

Posoperatorio

El paciente será conducido desde el bloque quirúrgico a la sala de recuperación de anestesia y luego a la sala en el piso del hospital.

Una vez recuperado de la anestesia, se probará la tolerancia al alimento y en caso de buena tolerancia se inicia un régimen de alimentación suave.

Se indicarán analgésicos y antibióticos ya iniciados en el intraoperatorio.

A las 24 horas se retira el tapón nasal si no hubo sangrado.

Si la evolución es satisfactoria, se otorga el alta en una semana, con controles en policlínica a la semana, luego mensualmente el primer año y luego cada 6 meses durante los próximos 5 años.

Luego del alta el paciente continúa con la rehabilitación.

Resultados

Se debe evaluar la recuperación (total o parcial) de las funciones comandadas por el sistema nervioso autónomo después de un injerto mixto.

La evaluación se basa en la escala funcional ASIA y FRANKEL de respuesta motora (ver tablas 1 y 2).

También se controlará la aparición de síntomas de recuperación neurológica funcional sensorial y vegetativa: alteración del nivel sensitivo, recuperación parcial de la función esfinteriana, fenómenos de sudoración.

El control se realizará de forma independiente por Neurólogo y Fisiatra. Los controles se realizarán en el mes de la intervención a los 3, 6, 12 y 24 meses. La mejora de los déficits motores se medirá en la escala de Asia.

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Se medirán los potenciales evocados somatosensibles y motores como la forma más objetiva de medir la recuperación funcional.

Se realizará el seguimiento imagenológico con RM de columna en cada control, lo que se ha hecho a nivel de los diferentes grupos internacionales que han demostrado efectividad en la práctica.

Se considerará que hubo una respuesta completa al tratamiento cuando se encuentre mejoría en:

• la escala de Asia (mejoría de los síntomas en %).

• la condición clínica y

• los hallazgos paraclínicos en electromiograma (EMG).

Se considerará respuesta parcial al tratamiento cuando se encuentre:

• Sin cambios en la escala asiática.

• Mejoría parcial de signos y síntomas.

• Cambios parciales en el electromiograma (EMG). Se debe evaluar la morbilidad asociada al procedimiento, en particular la ocurrencia de:

1. Fístula del LCR, manifestada por rinorraquia.

2. Meningitis asociada a fístula.

3. Dolor posoperatorio por irritación meníngea.

Aprobado para publicación: 28/10/2022

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