Crédito: Marina Munn.

Cuando su hijo fue diagnosticado con diabetes tipo 1 a los seis meses de edad, Doug Melton se quedó atónito. "Recuerdo que por la noche mi mujer y yo le pinchábamos el talón diciendo: 'No, esto no puede ser, no puede ser. Sentíamos que habíamos perdido la lotería", relata.

Más adelante, su hija recibiría el mismo diagnóstico. Para entonces Melton ya había dejado de lado su profesión de estudiar huevos de rana en la Universidad de Harvard (EEUU) para intentar fabricar células pancreáticas en su laboratorio. Las células beta del páncreas son eliminadas por la diabetes tipo 1, y Melton creía que podría reemplazarlas con nuevo tejido fabricado a partir de células madre embrionarias.

La iniciativa de Melton, en la que ha participado un laboratorio de 30 personas de la Universidad de Harvard y la start-up Semma Therapeutics, cuyo nombre es un homenaje a sus hijos, Sam y Emma, representa uno de los esfuerzos más costosos y largos de convertir células madre en un tejido trasplantable. El propio Melton reconoce que el proceso ha estado repleto de falsos arranques y callejones sin salida. "El público no aprecia que gran parte de la ciencia son los fracasos", apunta.

De hecho, ningún campo de la biotecnología ha prometido más y conseguido menos en forma de tratamientos que las células madre embrionarias. Sólo se han llegado a realizar un puñado de estudios en humanos, sin resultados significativos. Las células, obtenidas de embriones fertilizados in vitro, son capaces de desarrollarse y convertirse en cualquier tejido del cuerpo, y por tanto prometen un suministro ilimitado de tejido de sustitución.

Suena sencillo, pero la realidad ha sido otra. El equipo de Melton tardó 15 años en desvelar cada paso molecular requerido para convertir una célula madre en una célula beta pancreática capaz de detectar la glucosa y segregar insulina. La receta pide un cóctel de sustancias químicas y un sistema de incubación en tres dimensiones. Este sistema se compone de unos altos matraces giratorios que parecen destilar una turbia bebida isotónica de color rojo, y que en 30 días puede dirigir la diferenciación de células madres y producir células beta totalmente funcionales.

Este año, Melton por fin pudo demostrar que es capaz de controlar los niveles de glucosa en sangre de ratones durante seis meses con trasplantes de células beta humanas. Cree que puede lograr ese resultado en humanos y prolongar el efecto terapéutico a un año, un objetivo que ha sido asignado a Semma Therapeutics, que está diseñando una bolsa implantable para alojar y proteger las células.

Foto: Doug Melton. Crédito: BD Colen.

Durante los últimos dos años, Semma Therapeutics ha recaudado casi 45 millones de euros de empresas de capital riesgo, la agencia de células madre de California (EEUU) y socios corporativos que incluyen a Novartis y Medtronic. El profesor de la Escuela de Negocios de la Universidad de Harvard William Sahlman, que forma parte de la junta directiva de Semma Therapeutics, dice: "La gente está dispuesta a invertir mucho dinero en los experimentos". La razón: el mercado global de insulina supera los 37.000 millones de euros al año. Las tiras de análisis y los medidores de glucosa en sangre podrían duplicar esa cifra.

Puesto que sus cuerpos organizan un ataque inmune dirigido a las células pancreáticas que regulan la glucosa en sangre, los diabéticos de tipo 1 miden constantemente el nivel de glucosa en sangre con pinchazos en el dedo y se inyectan insulina varias veces al día. Sus vidas pueden verse acortadas en más de una década. Melton explica: "Casi se podría decir que la terapia celular representa la solución natural. No es la solución tecnológica. No es la solución de Google. Es la solución de la naturaleza al problema. Se proporciona la célula que falta".

Pero varias empresas persiguen una solución tecnológica mediante el uso de electrónica para fabricar un páncreas artificial que integra un medidor de glucosa en sangre, una bomba de insulina y un sensor con un algoritmo para controlar las dosis. Medtronic se acerca a la aprobación de la Agencia de Alimentos y Medicamentos de Estados Unidos con un sistema "de bucle cerrado" de este estilo; su MiniMed 670G del tamaño de un smartphone rindió bien en los ensayos preliminares. Una de las empresas filiales de Google, Verily, está desarrollando unas lentillas que detectan la glucosa y unos sensores ultrafinos.

Foto: Un matraz de células pancreáticas derivadas de embriones humanos. Llevó 15 años elaborar la receta para preparar las células. Crédito: BD Colen y Aleszu Bajak.

ViaCyte, radicada en San Diego (EEUU) y que colabora con Johnson & Johnson, fue la primero en intentar fabricar células pancreáticas derivadas de embriones humanos. Ha desarrollado un paquete implantable de células inmaduras, que espera que se diferencien dentro del cuerpo, y el año pasado lanzó un ensayo clínico para probar la idea.

Semma Therapeutics también cree que necesita convertir células madre embrionarias no sólo en células beta segregadoras de insulina, sino en un islote pancreático en toda regla. Así es como se conoce al agrupamiento de células que incluye las células alfa, beta y otras auxiliares normalmente encontradas en un páncreas. Es un objetivo complejo, pero imita estrechamente la biología. "Existe un motivo por el que durante la evolución todas estas células son adyacentes entre sí", afirma la cofundadora de Semma Therapeutics y veterana del laboratorio de Melton, Felicia Pagliuca.

Para entregar su islote cultivado en laboratorio a los diabéticos, Semma Therapeutics está desarrollando prototipos de un paquete recuperable del tamaño de un iPhone cuyos materiales lo aíslan del sistema inmune. El sistema lograría que los pacientes no necesiten tomar fármacos inmunosupresores como tendrían que hacer en caso de recibir un trasplante de riñón. El vicepresidente de Entrega de Semma Therapeutics, Christopher Thanos, afirma que su equipo está modelando procesos fisiológicos dentro y en los alrededores del dispositivo para experimentar con distintos ritmos de oxígeno, nutrientes y difusión de insulina.

Foto: Unas células pancreáticas humanas son preparadas dentro de matraces giratorios en el laboratorio de Douglas Melton de la Universidad de Harvard. Crédito: BD Colen y Aleszu Bajak.

Algunos expertos independientes creen que no será posible proteger las células. El profesor de cirugía de la Universidad de Pittsburg (EEUU) David Cooper opina: "No creo que la encapsulación vaya a proporcionar la respuesta". El experto, que trabaja en cultivar islotes humanos en cerdos, añade: "Personalmente, no pienso que un dispositivo vaya a tener éxito nunca. Es imposible mantener fuera a todos los agentes lesivos". Se refiere a las citoquinas, los anticuerpos y otros compuestos que el cuerpo libera en respuesta a un cuerpo extraño. "Realmente existen muy pocas pruebas de que una cápsula pueda protegernos totalmente de una respuesta inmune".

Las perspectivas de una cirugía anual durante el resto de la vida de cada paciente también representa una preocupación. ¿Cuántos diabéticos se apuntarían a 50, 60 o 70 cirugías durante el transcurso de su vida? ¿Cuáles serían los efectos de la cicatrización repetida en el lugar de las cirugías? Melton considera que las molestias de las cirugías han de sopesarse en el contexto de los miles de pinchazos e inyecciones que deben administrarse cada año. El responsable afirma: "Mis hijos dicen que no dudarían en hacerlo una vez al mes. Creo que es un poco extremo. Pero si fuera dos veces al año, creo que sería aceptable".

Si el dispositivo no funciona, Semma Therapeutics tiene una especie de plan B. Recibió una subvención de casi 4,5 millones de euros de CIRM, la agencia de células madre de California, para fabricar islotes de tejido de un paciente con el uso de células madre pluripotenciales inducidas. Es un proceso por el que células adultas, como las cutáneas, son reprogramadas para convertirse en células madre. Tales células no serían rechazadas por el cuerpo como extrañas y podrían no necesitar tanta protección, aunque probablemente no evitarían los daños causados por los procesos responsables de la diabetes tipo 1. Semma Therapeutics cree que podrá ayudar a una fracción de pacientes cuyos casos de diabetes se deban a otras causas.

Semma Therapeutics aún no tiene un plazo previsto para el lanzamiento de su páncreas biotecnológico implantable. Eso significa que los hijos de Melton aún tendrán que aguardar algún tiempo. El responsable concluye: "Siento que tarde tanto, pero va a funcionar".