Aplicación de tecnologías celulares para mejorar el aspecto de las cicatrices

La ciencia moderna se caracteriza por el rápido desarrollo de diversas disciplinas relacionadas, unidas bajo el nombre general de "biotecnología". Esta rama de la ciencia, basada en los últimos avances en biología, citología, genética molecular, ingeniería genética y transplantología, busca aprovechar el enorme potencial inherente a las células vegetales y animales, las unidades estructurales básicas de todos los seres vivos. "Una célula viva es un reactor biotecnológico listo para usar en el que se llevan a cabo no solo los procesos que conducen a la formación del producto final, sino también otros que ayudan a mantener la actividad catalítica del sistema a un alto nivel", John Woodward, 1992. El inicio de la ciencia celular se estableció en 1665, cuando el físico inglés R. Hooke creó el primer microscopio y descubrió las células (cellulae) en un corcho. En 1829, M. Schleiden y T. Schwann fundamentaron la "teoría celular", que demostró que todos los seres vivos están compuestos de células. En 1858, R. Virchow demostró que todas las enfermedades se originan en una alteración de la organización estructural y el metabolismo celular. Se convirtió en el fundador de la "patología celular". Entre 1907 y 1911, R. Harrison y A. A. Maximov realizaron una contribución fundamental a la ciencia celular, demostrando la posibilidad de cultivar células extracorpóreas. Su trabajo demostró que, para el cultivo celular, los tejidos animales y las partes vegetales deben separarse mecánicamente en pequeños fragmentos. Para aislar las células, los tejidos se cortan con un cuchillo afilado o un micrótomo en secciones delgadas de aproximadamente 0,5-1,0 mm. La separación física de las células se denomina inmovilización. Las células aisladas se obtienen mediante la dispersión enzimática de fragmentos de plantas o tejidos. Tras triturarlos con tijeras afiladas, los fragmentos se tratan con tripsina o colagenasa para obtener una suspensión: una suspensión de células individuales o sus microagregados en un medio especial. Los geles de alginato (alginato de calcio) se utilizan ampliamente para inmovilizar células vegetales. Se ha demostrado que las células vegetales y animales inmovilizadas conservan la capacidad de biosintetizar. Los productos de la biosíntesis celular se acumulan en las células y su expresión se produce de forma espontánea o mediante sustancias especiales que promueven una mayor permeabilidad de las membranas celulares.

El cultivo de células animales es un proceso mucho más complejo que el de células vegetales, ya que requiere equipos modernos especiales, alta tecnología, la presencia de diversos medios y factores de crecimiento diseñados para preservar la viabilidad celular y mantenerlas en un estado de alta actividad funcional. Se ha descubierto que la mayoría de las células de tejidos sólidos, como las de riñón, hígado y piel, dependen de la superficie, por lo que solo pueden cultivarse in vitro en forma de láminas delgadas o monocapas directamente asociadas a la superficie del sustrato. La longevidad, la proliferación y la estabilidad funcional de las células obtenidas por dispersión enzimática de tejidos dependen en gran medida del sustrato en el que se cultivan. Se sabe que todas las células obtenidas de tejidos de vertebrados tienen una carga superficial negativa, por lo que los sustratos con carga positiva son adecuados para su inmovilización. Las células aisladas obtenidas directamente de tejidos completos pueden mantenerse en un cultivo primario en estado inmovilizado, manteniendo una alta especificidad y sensibilidad durante 10 a 14 días. Las células inmovilizadas dependientes de la superficie desempeñan un papel fundamental en la biología actual, especialmente en la investigación clínica. Se utilizan para estudiar los ciclos de desarrollo celular, la regulación de su crecimiento y diferenciación, y las diferencias funcionales y morfológicas entre células normales y tumorales. Las monocapas celulares inmovilizadas se emplean en bioensayos, para la determinación cuantitativa de sustancias biológicamente activas, así como para estudiar el efecto de diversos fármacos y toxinas sobre ellas. Médicos de todas las especialidades han mostrado gran interés en la célula como agente terapéutico durante décadas. Las tecnologías celulares se están desarrollando rápidamente en esta dirección.

El inicio de la terapia tisular y celular se asocia con el nombre del famoso científico ruso V. P. Filatov, quien en 1913 sentó las bases de la doctrina de la terapia tisular al estudiar los resultados de los trasplantes de córnea de donantes sanos a pacientes con cataratas. En su trabajo con trasplantes de córnea, descubrió que la córnea conservada en frío durante 1-3 días a una temperatura de -2-4 °C se arraiga mejor que la fresca. Así, se descubrió la capacidad de las células para secretar sustancias en condiciones desfavorables que estimulan procesos vitales en los tejidos trasplantados y regenerativos en los tejidos del receptor. Los tejidos y células separados del cuerpo se encuentran en estado de estrés, es decir, con una actividad vital lenta. La circulación sanguínea se detiene y, por lo tanto, la nutrición. La respiración tisular se dificulta enormemente y la inervación y el trofismo se ven alterados. Al encontrarse en un nuevo estado cualitativo, adaptándose a las nuevas condiciones de vida, las células producen sustancias especiales con propiedades medicinales. V. P. Filatov denominó a estas sustancias de naturaleza no proteica estimulantes biogénicos. Junto con V. V. Skorodinskaya, estableció que el material de animales y plantas puede esterilizarse libremente en autoclave a 120 °C durante una hora tras su conservación en condiciones desfavorables. No solo no pierden su actividad, sino que, por el contrario, la incrementan, lo que se explica por la liberación de estimulantes biológicos de los tejidos preservados. Además, pierden sus propiedades antigénicas, lo que reduce significativamente la posibilidad de rechazo. El material estéril preservado se introduce en el organismo mediante implantación subcutánea o en forma de inyecciones de extractos, con resultados satisfactorios. También se descubrió que los tejidos fetales contienen una cantidad significativamente mayor de sustancias biológicamente activas que los tejidos de individuos adultos, y algunos factores se encuentran únicamente en embriones. Los tejidos fetales inoculados no son percibidos por el organismo del receptor como extraños debido a la ausencia de proteínas responsables de la especificidad de especie, tejido e individuo (proteínas del complejo mayor de histocompatibilidad) en las membranas citoplasmáticas. Como resultado, la inoculación de tejidos fetales animales en el organismo humano no desencadena mecanismos de protección inmunitaria ni reacciones de incompatibilidad y rechazo. El vicepresidente Filatov utilizó ampliamente placenta y piel humanas en su práctica médica. Los tratamientos consistieron en 30 a 45 inyecciones de extractos de tejido y una o dos implantaciones de tejidos esterilizados en autoclave.

Tras iniciar su investigación con tejidos y células humanas y animales, trasladó sus generalizaciones al mundo vegetal. Al realizar experimentos con partes vivas de plantas (aloe, plátano, agave, hojas de remolacha, hipérico, etc.), creó condiciones desfavorables para ellas, colocando hojas cortadas en un lugar oscuro, ya que la planta necesita luz para sus funciones vitales. También aisló estimulantes biogénicos del lodo y la turba de estuario, debido a que el lodo y la turba se forman con la participación de la microflora y la microfauna.

La terapia tisular experimentó un nuevo desarrollo a finales de los años 70, cuando el conocimiento y la experiencia acumulados durante décadas permitieron utilizar tejidos y células animales y vegetales a un nivel cualitativamente nuevo para tratar a seres humanos y prolongar su longevidad activa. Así, en algunas clínicas nacionales y en varias extranjeras, mujeres en menopausia fisiológica con síndrome climatérico o tras una ovariectomía comenzaron a someterse a terapia tisular con tejidos fetales de placenta, hipotálamo, hígado, ovarios, timo y glándula tiroides para ralentizar el proceso de envejecimiento, el desarrollo de aterosclerosis, osteoporosis y disfunciones de los sistemas inmunitario, endocrino y nervioso. En una de las clínicas de gerontocosmetología más prestigiosas de Europa Occidental, las inyecciones de extractos obtenidos de tejidos fetales de las gónadas de carneros se han utilizado con los mismos fines durante varias décadas.

En nuestro país, el tratamiento bioestimulante también se ha utilizado ampliamente. Hasta hace poco, a pacientes con diversas enfermedades se les recetaban inyecciones de extractos de placenta, aloe, kalanchoe, sedum major (biosed), FiBS, destilado de peloide, peloidina, turba y humisol, preparados según el método de V.P. Filatov. Actualmente, es casi imposible encontrar en farmacias estas preparaciones caseras de tejidos de origen animal, vegetal y mineral, altamente eficaces y económicas.

La base para obtener diversas preparaciones biogénicas de tejidos humanos y órganos de producción importada, como rumalon (de tejido cartilaginoso y médula ósea), actovegin (de sangre de ternera), solcoseryl (extracto de sangre de ganado), así como preparaciones nacionales - cuerpo vítreo (del cuerpo vítreo del ojo del ganado), kerakol (de la córnea del ganado), splenin (del bazo del ganado), epithalamin (de la región epitalámica-epifisaria) son también la investigación de VP Filatov. La propiedad unificadora para todas las preparaciones de tejido es el efecto general en todo el cuerpo como un todo. Por lo tanto, "Terapia de Tejidos" por el académico VP Filatov sentó las bases para la mayoría de los desarrollos y direcciones modernas en cirugía, inmunología, obstetricia y ginecología, gerontología, combustiología, dermatología y cosmetología relacionadas con la célula y los productos de su biosíntesis.

El problema del trasplante de tejidos ha preocupado a la humanidad desde la antigüedad. Así, en el papiro de Ebers, datado en el año 8000 a. C., ya se menciona el uso del trasplante de tejidos para compensar defectos en zonas específicas del cuerpo. En el "Libro de la Vida" del científico indio Sushruta, quien vivió 1000 años a. C., se encuentra una descripción detallada de la restauración de la nariz a partir de la piel de las mejillas y la frente.

La necesidad de piel de donantes creció proporcionalmente al incremento en el número de cirugías plásticas y reconstructivas. En este sentido, se comenzó a utilizar piel de cadáveres y fetales. Existía la necesidad de preservar los recursos de donantes y encontrar maneras de reemplazar la piel humana con tejidos animales, y diversas opciones de modelado de la piel. Y fue en esta dirección que los científicos trabajaron cuando en 1941 P. Medovar demostró por primera vez la posibilidad fundamental del crecimiento de queratinocitos in vitro. La siguiente etapa importante en el desarrollo de las tecnologías celulares fue el trabajo de Karasek M. y Charlton M., quienes en 1971 llevaron a cabo el primer trasplante exitoso de queratinocitos autólogos de un cultivo primario en heridas de conejo, utilizando gel de colágeno como sustrato para cultivar CC, lo que mejoró la proliferación celular en cultivo. J. Rheinvvald. H. Green. desarrolló una tecnología para el cultivo en serie de grandes cantidades de queratinocitos humanos. En 1979, Green y sus coautores descubrieron las perspectivas del uso terapéutico del cultivo de células de queratinocitos en la restauración de la piel en casos de quemaduras extensas, después de lo cual esta técnica, en constante mejora, comenzó a ser utilizada por cirujanos en centros de quemados en el extranjero y en nuestro país.

En el estudio de las células vivas, se descubrió que producen no solo estimuladores biogénicos de origen no proteico, sino también diversas citocinas, mediadores, factores de crecimiento y polipéptidos, que desempeñan un papel importante en la regulación de la homeostasis de todo el organismo. Se descubrió que diversas células y tejidos contienen biorreguladores peptídicos, con un amplio espectro de acción biológica, que coordinan los procesos de desarrollo y funcionamiento de los sistemas multicelulares. Comenzó la era del uso de cultivos celulares como agente terapéutico. En nuestro país, el trasplante de suspensiones de fibroblastos y capas celulares de queratinocitos multicapa se ha adoptado en combustiología en las últimas décadas. Este gran interés en el trasplante de células cutáneas a pacientes con quemaduras se explica por la necesidad de un cierre rápido de grandes superficies quemadas y la escasez de piel donante. La posibilidad de aislar células de un pequeño fragmento de piel, capaz de cubrir una superficie de la herida 1000 o incluso 10 000 veces mayor que la de la piel donante, ha demostrado ser muy atractiva e importante para la combustiología y los pacientes con quemaduras. El porcentaje de injerto de la capa de queratinocitos varía según la zona de la quemadura, la edad y el estado de salud del paciente, entre el 71,5 y el 93,6 %. El interés en el trasplante de queratinocitos y fibroblastos se asocia no solo a la posibilidad de cerrar rápidamente un defecto cutáneo, sino también a su gran potencial biológico para mejorar la apariencia de los tejidos obtenidos. La neovascularización, el alivio de la hipoxia, la mejora del trofismo y la maduración acelerada del tejido inmaduro son la base morfofuncional de estos cambios positivos, que se producen gracias a la liberación de factores de crecimiento y citocinas por parte de las células trasplantadas. Así, gracias a la introducción en la práctica médica de tecnologías celulares avanzadas para el trasplante de capas multicelulares de queratinocitos y fibroblastos autólogos y alogénicos en grandes superficies de heridas, los combustiólogos lograron no solo reducir la tasa de mortalidad de las víctimas de quemaduras con un alto porcentaje de lesiones cutáneas, sino también mejorar cualitativamente el tejido cicatricial que inevitablemente se forma en las quemaduras de grado IIb, IIIa y B. La experiencia de los combustiólogos obtenida en el tratamiento de superficies de heridas en pacientes con quemaduras sugirió la idea de utilizar el método Green ya modificado en la práctica dermatoquirúrgica para diversas patologías cutáneas y cosméticas (úlceras tróficas, vitíligo, nevos, epidermólisis ampollosa, eliminación de tatuajes, cambios cutáneos relacionados con la edad y para mejorar el aspecto de las cicatrices).

El uso de queratinocitos alogénicos en cirugía, combustiología y dermatocosmetología presenta varias ventajas sobre el uso de queratinocitos autólogos, ya que el material celular puede prepararse con antelación en cantidades ilimitadas, conservarse y utilizarse en caso necesario. También se sabe que los CC alogénicos presentan una actividad antigénica reducida, ya que al cultivarse in vitro pierden las células de Langerhans, portadoras de los antígenos del complejo HLA. El uso de CC alogénicos también se ve respaldado por el hecho de que, según diversos autores, su sustitución por autólogos tras el trasplante se produce en un plazo de entre 10 días y 3 meses. En este sentido, hoy en día se han creado bancos de células en muchos países, gracias a los cuales es posible obtener trasplantes celulares en la cantidad necesaria y en el momento oportuno. Dichos bancos existen en Alemania, EE. UU. y Japón.

El interés en el uso de tecnologías celulares en dermatocosmetología se debe a que las composiciones celulares poseen un potente potencial bioenergético e informativo, gracias al cual es posible obtener resultados terapéuticos cualitativamente novedosos. Las autocinas secretadas por las células trasplantadas (factores de crecimiento, citocinas, óxido nítrico, etc.) actúan principalmente sobre los fibroblastos del propio organismo, aumentando su actividad sintética y proliferativa. Este hecho resulta especialmente atractivo para los investigadores, ya que el fibroblasto es una célula clave de la dermis, cuya actividad funcional determina el estado de todas las capas de la piel. También se sabe que, tras una lesión cutánea con cauterización, láser, aguja u otros instrumentos, la piel se repone con precursores de fibroblastos nuevos procedentes de la médula ósea, el tejido adiposo y los pericitos capilares, lo que contribuye al rejuvenecimiento del conjunto de células corporales. Comienzan a sintetizar activamente colágeno, elastina, enzimas, glicosaminoglicanos, factores de crecimiento y otras moléculas biológicamente activas, lo que conduce a una mayor hidratación y vascularización de la dermis, mejorando su resistencia,