Los aspectos más destacados de la ciencia por Ann A. Kiessling, PhD

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¿Qué es la enfermedad del VIH?

El virus de la inmunodeficiencia humana (VIH) infecta tipos específicos de células del sistema inmunitario. Como la mayoría de los virus, para que el VIH infecte una célula, el virus debe unirse a una proteína específica, denominada receptor, en la superficie de la célula. Hay muchos tipos diferentes de células en nuestro sistema inmunitario, y cada una desempeña una función específica en la lucha contra las infecciones, tanto bacterianas como víricas. Nuestro cuerpo produce miles de millones de nuevas células inmunitarias cada día a partir de reservas de células madre en la médula ósea.

El VIH infecta las células inmunitarias que tienen una proteína denominada CD4 en su superficie. Algunas células CD4 infectadas por el VIH mueren, pero otras permanecen en el cuerpo, preparadas para luchar contra otra infección más adelante. Cuando la persona infectada por el VIH se encuentra con una nueva infección, como la gripe, o una lesión infectada, la célula CD4 infectada por el VIH responde como un miembro fiable del sistema inmunitario. Se activa, se multiplica y, como efecto secundario, produce nuevas partículas de VIH antes de morir. Las nuevas partículas del VIH infectan entonces a nuevas células CD4, estableciendo una repetición del ciclo. Dado que cada día se fabrican miles de millones de nuevas células inmunitarias, un individuo infectado por el VIH suele tardar varios años en perder suficientes células CD4 como para tener un impacto negativo en su capacidad de combatir otras infecciones. Una vez que el número de células CD4 se agota hasta el punto de que el individuo ya no puede luchar eficazmente contra nuevas infecciones, su enfermedad por VIH ha avanzado hasta una nueva condición denominada Síndrome de Inmunodeficiencia Adquirida (SIDA).

Receptor del virus: la proteína de la superficie de una célula que permite que el virus se una a la célula y luego entre en ella para infectarla

¿Hay cura para la infección por VIH?

No. Actualmente se trata con fármacos que bloquean pasos específicos del ciclo vital de la infección por el VIH en las células CD4, pero como algunas células CD4 viven durante décadas y no son eliminadas por los fármacos contra el VIH, la posibilidad de que se activen, se multipliquen y den lugar a nuevas partículas de virus persiste durante décadas. La larga vida de las células inmunitarias es importante para la memoria de la enfermedad, es decir, es la razón por la que los adultos no contraen enfermedades infantiles, como la varicela, y la razón por la que la vacunación es eficaz contra enfermedades, como la poliomielitis, durante muchas décadas.

Sistema inmunitario: conjunto de células que responden y eliminan las infecciones y los invasores celulares extraños

¿Pueden las células madre curar la enfermedad del VIH?

Hace más de 50 años se desarrollaron tratamientos para algunas enfermedades del sistema inmunitario, que son las terapias originales con células madre. Los tratamientos consisten en destruir todas las células inmunitarias enfermas, como en el caso de las leucemias, con tratamiento de radiación y medicamentos contra el cáncer. (6,7,8). Una vez destruido el sistema inmunitario enfermo, se sustituye por el trasplante de nuevas células inmunitarias procedentes de la médula ósea de un donante sano.

Trasplante de médula ósea: transferencia de células madre sanas de la médula ósea de un donante a un receptor cuyo propio sistema inmunitario ha sido destruido

Ahora se ha convertido en un tratamiento rutinario para muchos cánceres y enfermedades de la sangre(1). Al principio de la pandemia del VIH, se reconoció que los trasplantes de médula ósea podrían curar la enfermedad del VIH. Sin embargo, este enfoque terapéutico ha encontrado obstáculos:

En primer lugar, todas las células CD4 infectadas por el VIH en el receptor deben ser destruidas antes del trasplante. Si no, las células de la médula ósea del donante se infectarán con el VIH y el trasplante no habrá servido para nada. Dado que no todas las células CD4 de todo el cuerpo son destruidas por la radiación y los fármacos, se observó una infección de la médula ósea trasplantada (2). Dado que la oferta de médula ósea es limitada, la comunidad médica se mostró reacia a «desperdiciar» una valiosa médula ósea para que se infectara con el VIH.

En segundo lugar, la médula ósea trasplantada debe ser perfectamente compatible con las células del receptor, o el nuevo sistema inmunitario las atacará como «extrañas», dando lugar a una afección potencialmente mortal conocida como «enfermedad de injerto contra huésped» (véase: Células madre específicas del paciente). Dado que pocas compatibilidades son perfectas, los receptores de médula ósea suelen ser tratados con fármacos inmunosupresores. Dado que la inmunosupresión de las personas infectadas por el VIH conduce al sida, esta posibilidad limitó aún más el entusiasmo por el tratamiento de trasplante de médula ósea para la enfermedad del VIH, y lo restringió a aquellos individuos que también desarrollaron un cáncer para el que se necesitaba el trasplante de médula ósea.

Es importante destacar que la prueba de concepto de la eficacia del trasplante de médula ósea para la enfermedad del VIH se informó en 2009 en el New England Journal of Medicine(3). Un equipo de médicos alemanes que trataba a un hombre infectado por el VIH con un cáncer, el linfoma, mediante un trasplante de médula ósea, pudo utilizar una médula ósea compatible con un individuo que era naturalmente resistente a la infección por el VIH. A diferencia de los informes anteriores, las nuevas células de la médula ósea no se infectaron con el VIH.

¿Qué es la resistencia natural a la infección por el VIH?

Los estudios de personas expuestas habitualmente al VIH, pero que no se infectaron, revelaron que, además de que las células tengan la proteína CD4, la infección eficaz también necesita una de las dos proteínas receptoras adicionales, denominadas CXCR4 y CCR5. La CXCR4 es una proteína que se expresa en la superficie de muchas células, no sólo de las CD4, pero la CCR5 se expresa con menos frecuencia. Los individuos que carecen genéticamente de CCR5 parecen normales y demuestran una notable resistencia a la infección por el VIH. El donante de médula ósea del paciente alemán carecía genéticamente de la proteína CCR5.

¿Cómo pueden las células madre proporcionar una terapia para la enfermedad del VIH?

El informe de prueba de concepto de Alemania apoya el valor del trasplante de médula ósea para la enfermedad del VIH. Los nuevos avances en la ciencia de las células madre abren nuevas vías para resolver los principales obstáculos de este enfoque terapéutico.

En primer lugar, la posibilidad de derivar células madre específicas del paciente (véase: Células madre específicas del paciente) eliminará el desperdicio de la valiosa médula ósea.

En segundo lugar, los métodos de laboratorio para desarrollar células madre de la médula ósea a partir de células madre específicas del paciente han avanzado mucho en los últimos dos años (4), eliminando así la necesidad de un buen tejido compatible de un banco de médula ósea.

En tercer lugar, los métodos de laboratorio para silenciar genes en las células madre también han avanzado mucho en los últimos dos años(5).

En conjunto, ahora es posible derivar células madre específicas de pacientes de individuos infectados por el VIH, diferenciarlas en células madre de médula ósea y eliminar la proteína CCR5, haciéndolas resistentes a la infección por el VIH. Esta fuente de células estaría entonces disponible para el trasplante en el individuo infectado por el VIH, que puede o no tener que prepararse pasando por la radiación y el tratamiento farmacológico para la ablación completa de todas las células infectadas por el VIH. Dado que las nuevas células no serán susceptibles a la infección por el VIH, es posible que con el tiempo simplemente sustituyan a las células infectadas por el VIH del individuo.

¿Cuál es el plazo para desarrollar células madre de la médula ósea específicas para el paciente, CCR5 negativas, para el tratamiento del VIH?

La ciencia de las células madre específicas para el paciente está avanzando rápidamente. A mediados de 2011, las mejores fuentes podrían estar a mano. En el mismo plazo, también se identificarán los métodos de laboratorio más eficaces para convertir las células madre en células madre de la médula ósea. Por lo tanto, 2012 es un plazo realista para el desarrollo de métodos fiables para derivar células madre de la médula ósea específicas para cada paciente.

Los métodos de laboratorio para eliminar la proteína CCR5 también pueden tardar de 2 a 3 años. Actualmente se están estudiando varios enfoques(5).

Una vez que se disponga de las células madre de médula ósea negativas para CCR5 y específicas para el paciente, posiblemente en 2013, se deberá estudiar su seguridad y eficacia. Esta puede ser la fase más larga del trabajo, ya que será necesario demostrar la supervivencia a largo plazo y la ausencia de efectos secundarios negativos en un modelo animal. Una estimación conservadora para esta fase es de 3 a 5 años.

Por lo tanto, si se dispone de financiación, en un plazo de 5 a 8 años se sabrá si las células madre de la médula ósea específicas para cada paciente y con CCR5 negativo son una herramienta útil en la lucha contra la enfermedad del VIH.

¿Será el coste demasiado elevado?

Hasta que no se conozca la eficiencia con la que se pueden derivar las células madre de la médula ósea específicas para el paciente y negativas al CCR5, no será posible predecir los costes globales por tratamiento.

Sin embargo, dado el coste actual de entre 25.000 y 50.000 dólares al año por paciente para el seguimiento y el tratamiento de la enfermedad del VIH en los Estados Unidos, es muy probable que la terapia con células madre pueda ser sustancialmente menos costosa.

Los científicos de Bedford Research iniciarán el proyecto de células madre testiculares específicas para pacientes en 2010, tan pronto como se disponga de financiación.

1. Kiessling AA y Anderson SC 2007 Human Embryonic Stem Cells, Jones and Bartlett plublishers
2. Krishnan A,Zaia J, y Forman SJ 2003. ¿Deben ofrecerse trasplantes de células madre a los pacientes seropositivos con linfoma? Bone Marrow Transplantation 32: 741-748
3. Hutter G, Nowak D, Mosner M, Ganepola S, Mubig A, Allers K, Schneider T, Hofmann J, Kucherer C, Blau O, Blau I, Hofmann W, Thiel E 2009. New England Journal of Medicine 360: 693-698.
4. Goodrich A, Ersek A, Varain N, Groza D, Cenariu M, Thain D, Almeida-Porada G, Porada C, Zanjani E 2010. Generación in vivo de células tipo b a partir de células CD34+ diferenciadas de células madre embrionarias humanas. Experimental Hematology 38: 516-525.
5. Shimizu S, Hong P, Arumugam B, Pokomo Ll, Boyer J, Koizumi N, Kittipongdaja P, Chen A, Bristol G, Ballic Z, Zack J, Yang O, Chen I, Lee B, An D 2010. Un ARN de horquilla corta altamente eficiente regula potentemente la expresión de CCR5 en los órganos linfoides sistémicos en el modelo de ratón hu-BLT. Blood 115: 1534-1544.