Para qué sirve el cordón umbilical

El cordón umbilical es un órgano que, al igual que la placenta, forma parte de los apéndices embrionarios. Es fabricado por el embrión y no por la madre. El primer brote de cordón umbilical aparece alrededor del día 15 luego de la fecundación. A partir de la tercera semana de desarrollo embrionario este apéndice se vuelve funcional. Llegando el feto a término, el cordón umbilical alcanza una longitud de 60 cm con un diámetro aproximado de 2 cm. Es este apéndice el que asegura la unión entre el feto y la placenta y el transporte de sangre, por intermedio de una gran vena y dos arterias umbilicales, del cual dependerá la sobrevivencia de la creatura en gestación.

Es este líquido, la sangre embrionaria contenida en el cordón umbilical, muy apreciado dadas sus particulares cualidades y sus grandes virtudes terapéuticas. Su más valiosa propiedad es el contenido de células madre que corre por su torrente. Estas famosas células han alimento una gran esperanza de cura dentro de la medicina regenerativa. Pero no todo es grandioso en torno al cordón umbilical y su sangre. Grandes debates éticos se han suscitado a razón del empleo de células madre embrionarias.

Las células madre son estructuras microscópicas que aún no se han diferenciado en sus funciones. Poseen la poderosa capacidad de reproducirse y multiplicarse casi infinitamente. Las células madre embrionarias, que más tarde viajarán por el torrente sanguíneo dentro del cordón umbilical,  emergen desde los primeros días del desarrollo del embrión, cuando éste no es más que un amasijo de células, un cuerpo amorfo. Estas células son objeto activo de investigación medico-científica y parte de sus beneficios ya han sido comprobados.

Historia del uso médico del cordón umbilical

El cordón umbilical fue por siglos considerado como una extensión del cuerpo humano, en estado fetal, desposeída de utilidad y beneficios para el organismo una vez nacido el nuevo ser. No sería sino hasta finales del siglo XX que impactantes hallazgos fueron hechos en virtud de las propiedades terapéuticas de esta estructura orgánica. Su descubrimiento constituyó un progreso relativo al tratamiento de enfermedades sanguíneas. Hoy está comprobado que la sangre extraída del cordón umbilical es una de las mayores fuentes de células madre hematopoyéticas, es decir, células responsables de la producción de sangre.

No sería sino hasta el año 1988 que el primer implante de sangre de cordón umbilical se llevaría a cabo por el equipo de la profesora Eliane Gluckman, en el hospital Saint-Louis de París. El implante se llevó a cabo en un niño de 5 años de edad, quien sufría de la enfermedad de Fanconi, enfermedad hereditaria mortal. Con este primer trasplante quedó firmemente demostrada la potencialidad de cura que poseía la sangre del cordón. A partir de entonces fue necesaria la creación de bancos de sangre de cordón umbilical, cuya aparición luego se expandiría a todo lo largo y ancho del mundo.

No sólo fue necesaria la creación de bancos de sangre sino la implementación de nuevas técnicas que facilitasen la toma del donativo sanguíneo, lo que permitiría imaginar nuevas aplicaciones en medicina regenerativa de las células hematopoyéticas. Tomando este momento como punto de partida en el desarrollo de la terapia celular, diferentes fechas marcaron los procedimientos de implantación sanguínea a partir de entonces:

  • En 1992 el primer banco de reserva de sangre de cordones umbilicales fue fundado.
  • El desarrollo de injertos de antígenos leucocitarios humanos (HLA por sus siglas en inglés) incompatibles en niños, a partir del año 1993.
  • Para 1995 se constituye la red internacional de centros de trasplante y bancos de sangre placentaria Eurocord-Netcord.
  • Por el año 1997 se definirían los criterios de selección de los donantes, factor crucial para asegurar el éxito de las transfusiones. También quedó entonces demostrado que la dosis celular jugaba un rol aún más importante que la incompatibilidad HLA.
  • Largas series de ensayos clínicos aseguraron el éxito de los implantes de sangre de cordón umbilical en el tratamiento de diversas enfermedades. Los hechos se hicieron de conocimiento público en el año 1998.
  • Se evidenció que la eficacia de las células madre medulares era equivalente a la de las provenientes del cordón umbilical tanto en niños (2000) como en adultos (2002).
  • Se observa en 2004 el mejoramiento significativo de las técnicas de operación transfusional (la transfusión doble y el condicionamiento no mieloablativo en adultos).
  • En el mismo año y parte del subsiguiente (2005), los estudios de laboratorio conducen al aislamiento de células madre no hematopoyéticas.
  • Se registra un aumento considerable del número de implantes sanguíneos, orientados ahora mayormente a adultos en lugar de niños; esto entre los años 2004 y 2005.
  • Se abre la investigación en materia de medicina regenerativa corriendo el año 2007.

Desde el primer trasplante y hasta la fecha de hoy se han almacenado más de 500.000 injertos, provenientes en su mayoría de donantes en países industrializados, los cuales se hallan distribuidos entre más de 150 establecimientos. Esto ha permitido a por lo menos 25.000 pacientes beneficiarse, logrando la curación de sus condiciones médicas. La demanda de este nuevo tipo de tratamiento ha ido en alza a pesar que las bondades del cordón umbilical necesitaron de mucho tiempo para llegar a ser finalmente reconocidas dentro de la comunidad médica.

Usos y beneficios del cordón umbilical

Vista la cantidad de células madre contenida en la sangre que fluye al interior del cordón umbilical del feto, se ha descubierto que éste último es tan buen donante como la médula ósea, pudiendo remplazarla en caso de implantes. Para toda indicación de trasplantes, los resultados se muestran equivalentes en niños y adultos con el uso de células embrionarias. Un paciente adulto podría necesitar simultáneamente hasta tres cordones umbilicales para satisfacer la demanda de transfusión celular.

Las principales indicaciones médicas para las cuales el implante de sangre de cordón umbilical es prescrito son:

  • Leucemia aguda y crónica
  • Linfomas y mielomas
  • Aplasia medular
  • Hemoglobinopatías
  • Enfermedades congénitas de la médula espinal

A pesar de ser aún bastante desconocidos por el público en general, los donativos de sangre placentaria se han vuelto hoy en día de más en más frecuentes. Basta con unos pocos mililitros, extraídos del cordón umbilical al momento del nacimiento, para curar enfermedades sanguíneas graves como la leucemia, los linfomas o la enfermedad de las células falciformes. Las células madre, sin importar su origen, tienen una sorprendente capacidad de renovación y reconstitución de la médula ósea durante por lo menos 20 años.

Como bien señala la Dra. Catherine Faucher, médico cirujano de trasplantes en el Instituto de Lucha contra el Cáncer Paoli-Calmettes en Marsella, en entrevista para el diario francés Le Figaro en 2011, de entre las principales fuentes de células madre hematopoyéticas requeridas para implantes sanguíneos, aquellas provenientes del cordón umbilical ocupan el tercer lugar debido a su calidad, abundancia y propiedades restauradoras, junto con las células de origen medular y las contenidas en la sangre periférica.

Gracias a su riqueza celular, la sangre del cordón del bebé es un recurso terapéutico prometedor e invaluable. Estas famosas células madre que contiene han abierto una importante vía terapéutica en función de su amplitud de transformación en otro tipo de células, ya sean hepáticas, cardíacas o cerebrales, por ejemplo. La terapia celular, como extensión de la medicina regenerativa, vislumbra la utilización de las células ya mencionadas con propósitos tales como la reparación de un corazón desgastado, un hígado alterado o el tratamiento de enfermedades neurodegenerativas (Alzheimer o Parkinson).

Ventajas del trasplante de sangre del cordón umbilical

Con más de dos décadas de retraso y gracias a los estudios que entonces emprendiera Gluckman para Eurocord (asociación sin fines de lucro, asociada a la Universidad de París Diderot y la Asistencia Pública de Hospitales de Paris – APHP), ciertas ventajas pueden ser subrayadas en relación al uso del cordón umbilical como donante de sangre y fuente de células madre:

  • Disponibilidad: el método de conservación de la sangre proveniente de la placenta permite ponerla con gran rapidez siempre a disposición del paciente, contrario a la sangre proveniente de donantes voluntarios de médula ósea, caso en el cual la institución que solicita el retiro de la donación debe hacerlo con una anticipación de 3 a 4 semanas en promedio.
  • Mayor probabilidad de encontrar injertos de células madre: dado que las células que constituyen la sangre proveniente del cordón umbilical tienen un índice bajo de histocompatibilidad, es posible hacer un trasplante garantizándose un mínimo de rechazo. Esta ventaja surge de la oportunidad de determinar los factores infecciosos y la concentración de HLA en el momento de criopreservación.
  • Aumento del número de donantes: esto gracias a la posibilidad de realizar las transfusiones HLA compatibles. En la actualidad se ha abierto el acceso a las unidades de sangre placentaria a casi todos los pacientes detentores de una indicación médica de aloinjertos de células madre hematopoyéticas, incluyendo a aquellos con haplotipos raros.

Compatibilidad: haciendo un análisis comparativo entre los trasplantes con donativos celulares provenientes de médula ósea y aquellos de cordón umbilical, los riesgos de reacción del injerto contra el organismo huésped, y la consecuente reincidencia de la enfermedad maligna, son menores, a pesar de las disparidades HLA.

  • Supervivencia: los resultados obtenidos del trasplante de células madre umbilicales no difieren en lo absoluto de los arrojados por otro tipo de trasplantes celulares realizados tanto en niños como en adultos.
  • Riesgos sobre la madre o el bebé: de la experiencia médica se sabe que la donación del cordón umbilical no representa ningún riesgo ni para la madre ni para el recién nacido.
  • Exposición y transporte: dado el pequeño volumen de muestra colectado, la interacción con la substancia criopreservante (dimetilsulfóxido) es mínima, a la vez que se facilita su transporte.
  • Bajo riesgo de transmisión viral.
  • Células linfoides: la transfusión de sangre placentaria permite hacer uso de estas células en procedimientos de inmunoterapia anti-infecciosa o antitumoral.
  • Obtención de otras células: se pueden aislar también células mesenquimales y no-hematopoyéticas a partir de la sangre del cordón umbilical o directamente de la placenta.

Inconvenientes de la transfusión celular con sangre de cordón umbilical

Si bien los beneficios destacan en número e importancia para la medicina, pueden presentarse también ciertos inconvenientes que no deben ser, bajo ningún motivo, ignorados:

  • Se eleva el riesgo de no-asimilación con un período de metabolización lento y prolongado, por consiguiente se extiende el tiempo de neutropenia, aumentando la necesidad de transfusión y derivando en una estadía más larga en reclusión hospitalaria
  • La estandarización del número de células nucleadas en cada unidad donada impide el aprovechamiento y la conservación de todos los donativos recibidos, dado que, según muestran las estadísticas, una cifra no mayor al 50% de unidades recogidas cumple con la cantidad suficiente de células madre.

Procedimientos para la donación y el almacenamiento del cordón umbilical

Los bancos de sangre placentaria son los organismos encargados de suministrar las unidades celulares necesarias para un trasplante. Para llegar al punto de la ejecución de dicho trasplante debe cumplirse todo un protocolo previo de obtención y preparación de la sangre donada. Diferentes etapas estructuran este protocolo.

Primeramente los bancos de sangre de cordón deben garantizar la transformación y correcto procesamiento del total de unidades surtidas por las maternidades adscritas a ellos. Una vez colectadas las muestras se procesarán para su posterior almacenamiento, asimilando sólo aquellas que única y exclusivamente cumplan con los estrictos criterios de calidad establecidos (especialmente en términos de volumen y de condición celular).

Se espera que el volumen del donativo sobrepase los 70 ml, incluyendo adicionalmente 10 ml de substancia anticoagulante, dando un total de 80 ml mínimos por muestra aportada. Aparte, es necesario que el donativo contenga una cantidad de células madre suficiente. Es de destacar que 2 de cada 3 donativos de sangre placentaria son desechados por no cumplir con estos criterios de control de calidad, bien a pesar de haberse realizado la toma de los ejemplares bajo condiciones de tratamiento óptimo. Una media de 30 cordones son conservados por cada 100 donados.

Una vez certificados los ejemplares seleccionados, se procede a su conservación en un área criobiológica segura. Es entonces cuando las unidades de sangre placentaria que han respondido positivamente a todo el ensamble de criterios de evaluación de calidad y seguridad son admitidas en el registro del centro de biomedicina o banco de sangre.

Las maternidades colectoras tienen como rol central dentro del dispositivo de muestreo cuatro objetivos primordiales definidos:

  • Informar lo más objetivamente a todas las mujeres encinta sobre la importancia que tiene la donación del cordón umbilical para la medicina.
  • Llevar a cabo la colecta de donativos haciendo cumplimento de los requisitos de seguridad establecidos, tanto cuantitativa como cualitativamente.
  • Optimizar los recursos humanos y materiales disponibles a través de la constante formación del personal médico, así como la actualización de los equipos necesarios en el proceso de colecta de los cordones umbilicales.
  • Responder a todas y cada una de las exigencias expresadas en los procesos de acreditación del material donado.

En cuanto a la información y las modalidades de toma de las muestras, en cada maternidad debe existir un profesional de la salud que funja como representante e intermediario en el proceso de recolección, tratamiento y envío de éstas a los bancos de sangre placentaria afiliados. Alrededor del cuarto mes de gestación se debe redactar un documento donde quede acordado por escrito el consentimiento de la futura madre a proceder con el donativo del cordón umbilical de su bebé. De dicho documento ella ha de recibir una copia.

Se debe suministrar a la mujer la información pertinente más completa posible en torno al protocolo a seguir. El donativo es completamente anónimo y gratuito. Una vez suscrito el acuerdo, una consulta prenatal será necesaria con motivo de verificar los antecedentes médicos de la embarazada y descartar eventuales contraindicaciones.

Llegado el día del alumbramiento el personal responsable de la donación debe hacer el control serológico pertinente a la madre. Una vez corroborada la seguridad de los resultados, es removido el cordón umbilical  luego del nacimiento y por medio de un procedimiento completamente indoloro y sin riesgos para la madre ni para el bebé. La técnica consiste en cortar el apéndice umbilical a nivel del extremo conectado a la placenta. Una vez realizado el corte, se pone el cordón a resguardo médico, iniciándose a la brevedad posible la extracción de la sangre placentaria. Enseguida el donativo es almacenado a una temperatura no mayor a 4 °C y debe ser enviado el día mismo de su colecta al laboratorio de terapia celular respectivo.

Una vez recibidos los donativos en el laboratorio, se procede a evaluar minuciosamente cada muestra a fin de descartar aquellas unidades de sangre que no cumplan, como ya se mencionó anteriormente, los estrictos controles de calidad señalados en el protocolo: índice celular suficientemente elevado y saludable, serología normal de la madre y factor bacteriológico negativo.

En todos los casos de invalidación de donativos, los cordones umbilicados colectados deberán ser inmediatamente destruidos o aportados a la ciencia, contribuyendo así con los avances en investigación médica. Por el contrario, en los casos de aprobación del donativo, éste será puesto a disposición de cualquier paciente compatible que se encuentre inscrito en el registro de trasplantes, previo contacto con la madre donante por medio de una visita de seguridad clínica neonatal.

De su llegada al banco de sangre el donativo es pesado y una muestra es tomada para hacerle el respectivo análisis de tipología HLA y para el conteo de células nucleadas (entre otros elementos importantes). Acto seguido el producto en su totalidad se centrifuga, teniendo este tratamiento como objetivo separar y descartar el plasma y los glóbulos rojos; luego el refrigerante es agregado para asegurar la correcta conservación en frío de la solución restante. Por último, los posibles injertos son congelados de manera programada hasta alcanzar la temperatura óptima de -176°C. Las muestras celulares admitidas pueden ser conservadas indefinidamente.

Una vez recibidos los donativos en el laboratorio, se procede a evaluar minuciosamente cada muestra a fin de descartar aquellos cordones que no cumplan, como ya se mencionó anteriormente, a los estrictos controles de calidad señalados en el protocolo: índice celular suficientemente elevado y saludable, serología normal de la madre y factor bacteriológico negativo.

En todos los casos de invalidación, los cordones umbilicados colectados deberán ser inmediatamente destruidos o donados a la ciencia, contribuyendo así con los avances en investigación médica. Por el contrario, en los casos de aprobación del donativo será puesto a disposición de cualquier paciente compatible que se encuentre inscrito en el registro de trasplantes, previo contacto con la madre por medio de una visita de seguridad clínica neonatal.

Perspectiva terapéutica a futuro con el uso del cordón umbilical

El cordón umbilical y la placenta están constituidos de varios tipos de células, como ya se ha dicho. Hasta el momento nos hemos referido a los beneficios que poseen las células hematopoyéticas placentarias. No obstante también se encuentran en estos segmentos orgánicos células madre que por yuxtaposición son denominadas no-hematopoyéticas. Estas células reciben el nombre propio de células mesenquimales, las cuales sirven a sostener la hematopoyesis al origen mismo de la producción de células sanguíneas.

De igual modo varios estudios se han concentrado sobre las propiedades inmunosupresoras e inmunomoduladoras de dichas células, las cuales parecen estar vinculadas a una diversidad de enfermedades inflamatorias y al rechazo de los implantes hacia el cuerpo receptor. La capacidad de estas células madre de diferenciarse en otro tipo de células con funciones específicas, como las óseas, cartilaginosas, vasculares, cardíacas, entre otras, observadas en ensayos de laboratorio, conforma en la actualidad el objeto más importante de estudios por su potencial terapéutico futuro.

Las investigaciones sobre el aprovechamiento de células no diferenciadas provenientes del cordón umbilical está bien a la altura de las esperanzas puestas en ellas, permitiendo visualizar el proceso evolutivo  desde el punto de vista de la medicina regenerativa. Los cordones umbilicales constituyen la mayor y mejor fuente de células madre cuya aplicación, según muestran los estudios recientes y los resultados favorables obtenidos en los ensayos, puede extenderse a la propuesta de tratamientos de un número creciente de enfermedades, entre las que se pueden contar:

  • Las enfermedades neurodegenerativas,
  • cardíacas,
  • hepáticas,
  • diabetes,
  • enfermedades musculares.

En cuanto a los métodos que garantizarían el éxito de un mayor número de implantes con células del cordón umbilical, varios estudios están en curso de desarrollo y validación. La meta es optimizar la fijación de neutrófilos y plaquetas. Las principales estrategias sometidas a evaluación están vinculadas a la doble implantación, la cual tiene entre sus implicaciones:

  • la expansión ex vivo de la unidad de sangre embrionaria,
  • la aplicación por vía intraósea del implante,
  • la implementación simultánea de células madre mesenquimales, de células periféricas haplo-idénticas reducidas a células T o de células T reguladoras.

Se espera que estas nuevas técnicas, así como los estudios clínicos que involucren una cantidad mayor de individuos muestra, ofrezcan mejores resultados en la transfusión de sangre de cordón umbilical y, por adición, se pueda poner la esperanza de tratamiento y cura al alcance de un número más elevado de pacientes.

Entre otros beneficios proyectados a futuro se discute la posibilidad de la conservación, por parte de los individuos donantes, de su propio tejido embrionario para ser utilizado por él mismo en caso de necesidad de transfusión celular. Hasta hoy las aplicaciones terapéuticas de células autólogas, es decir, células provenientes del paciente mismo, eran casi inexistentes, sin embargo se ha abierto una gran brecha que pronto podría cambiar las regulaciones médicas que restringen esta posibilidad.

Hasta ahora los primeros resultados arrojados en medicina regenerativa han sido muy prometedores, en lo que concierne al tratamiento de patologías como la epidermólisis ampollosa del infante, las enfermedades enzimáticas del hígado, las anomalías de la retina, en caso de padecimientos cerebrales neonatales o quemaduras. Del resultado de estos ensayos y su comparación con otras fuentes referenciales se producirá, en un futuro próximo, un desarrollo muy significativo de  los biobancos.

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