Paolo Macchiarini Hospital Universitario Karolinska Estocolmo

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• The windpipe after the stem cells have been incorporated, just before transplantation.

Tracheobronchial transplantation with a stem-cell-seeded bioartificial nanocomposite: a proof-of-concept study

The Lancet, Volume 378, Issue 9808, Pages 1997 - 2004, 10 December 2011

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The Lancet, Volume 378, Issue 9808, Pages 1997 - 2004, 10 December 2011

•  Los Tumores de Tráquea pueden ser resecados quirúrgicamente, pero la mayoría son inoperables por el tamaño en el momento del diagnóstico, por lo tanto, son necesarias nuevas opciones terapéuticas.

•  Se presenta el trasplante clínico de la vía aérea traqueobronquial con células madre, y nanocompuesto bioartificial.

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•  Un paciente varón de 36 años de edad, previamente tratado con cirugía citorreductora y radioterapia, presentó recurrencia del cáncer primario en CARINA TRAQUEAL

•  Después de la resección completa del tumor, la vía aérea fue sustituida por una estructura de nanocompuestos bioartificial.

•  Estructura hecha de un polímero. •  Previamente sembrada con SC autólogas de médula

ósea, a través de un biorreactor, durante 36 horas. •  El postoperatorio se utilizaron 14 días estimulantes de

colonias de granulocitos filgrastim (10 mg / kg) y epoetina beta (40 000 UI )

•  Se realizó citometría de flujo, microscopía electrónica de barrido, microscopía, multiplex, miRNA y el análisis de la expresión génica.

METODOS

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RESULTADOS

•  En la matriz extracelular, el revestimiento y la proliferación de células incluyendo una subpoblación CD105 + ; no hubo complicaciones mayores, y el paciente se encuentra asintomático y libre de tumor 5 meses después del trasplante .

•  Los nanocompuestos bioartificiales y la anastomosis , están forrados con una neomucosa vascularizada, y fue parcialmente cubierto por un epitelio casi sano.

•  Después de la operación, se detectó una movilización de las células periféricas con un aumento de células de tipo mesenquimal , y la sobrerregulación de los receptores de epoetina, genes antiapoptóticos, y biomarcadores miR-34 y miR-449.

•  Estos hallazgos, sugieren fuertemente reparación con células madre de la herida y la la remodelación de la matriz extracelular, y la neovascularización .

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Interpretación

•  Las estructuras bioartificiales hechas a medida se pueden utilizar para sustituir los defectos complejos vías respiratorias.

•  El proceso de resiembra de bioreactor y la regeneración de tejidos específicos por inducción farmacológica en el lugar son factores clave para el resultado clínico exitoso

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Stem cells

•  La tráquea sintética fue creada en su totalidad en el laboratorio, usando un andamio-estructura construido a partir de un polímero poroso.

•  Tejido cultivado a partir de células madre del propio paciente.

•  Biorreactor diseñado para proteger el órgano y promover el crecimiento celular

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La operación se realizó el 9 de junio de 2011 Hospital Universitario Karolinska, Estocolmo

–  UCL (University College London, Reino Unido), diseñó y construyó el nanocompuesto traqueal

–  Harvard Bioscience (Boston, EE.UU.), produjo un biorreactor diseñado específicamente para alimentar el andamiaje con las propias células madre.

–  Las células fueron cultivadas en el interior del biorreactor durante dos días antes del trasplante al paciente.

–  Dado que las células utilizan para regenerar la tráquea fueron del propio paciente, no ha habido ningún rechazo del trasplante sin inmunosupresores.

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CANCER DE TRAQUEA

•  El cáncer y la tráquea es poco frecuente y constituye aproximadamente el 0,1% (1 de cada 1.000) de todos los cánceres.

•  Los tipos más comunes de cáncer son

–  El carcinoma de células escamosas y –  El carcinoma adenoide quístico. SERVICIO

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La estructura de la tráquea

•  Fue construido por un equipo dirigido por Alexander Seifalian, profesor de nanotecnología y medicina regenerativa –  University College of London.

•  El tejido se cultivó sobre la estructura a partir de las células madre del propio paciente –  utilizando el biorreactor “inbreath” de Harvard Bioscience.

•  La estructura fue sembrada con una solución de células madre –  extraídas de la médula ósea del paciente, –  se mantuvo a temperatura cálida y estéril a medida que el

andamiaje rotaba en el interior del biorreactor, y las células se convertían en tejidos.

•  El proceso completo duró cerca de dos semanas.

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Los órganos artificiales ventajas a los órganos de donante

por varias razones.

•  Se pueden crear más rápidamente, a menudo antes de lograr encontrar a un donante de órganos; –  se crean a partir de células del propio paciente, –  no requieren el uso de fármacos inmunosupresores.

•  Los órganos de reemplazo ya han sido cultivados e implantados con anterioridad, utilizando células de un paciente y un órgano de donante sin su tejido, usando el cartílago restante como andamio para el crecimiento del tejido.

•  En 2006, un equipo del Instituto McGowan de Medicina Regenerativa de Pittsburgh implantó con éxito vejigas cultivadas en el laboratorio en niños con espina bífida.

•  Los andamios sintéticos han sido creados con anterioridad, aunque no se habían utilizado para reemplazar a un órgano humano. SERVICIO

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El Hospital Clínic de Barcelona ha realizado el primer trasplante de tráquea sin necesidad de inmunodepresión, a una paciente de 30 años que sufría colapso traqueal.

Paolo Macchiarini, del Servicio de Cirugía Torácica del centro catalán. The Lancet'

•  La paciente con tuberculosis. La infección había provocado un colapso severo justo después de la bifurcación de la tráquea. En marzo de 2008 su situación empeoró, en junio la autorización del Comité Ético del Clínic y la Organización Catalana de Trasplantes (OCATT).

•  El tejido era un segmento de 7 cm de un donante de 51 años que había muerto por una HC.

•  Un equipo de la Universidad de Padua confirmó que tras 25 lavados, la tráquea tratada en el Clínic estaba limpia de antígenos del donante.

•  La Universidad de Bristol cultivaban las células de la paciente que se iban a introducir en la tráquea. Estas células eran de tipo epitelial, tráquea y del cartílago, diferenciadas a partir de células madre procedentes de su médula ósea.

•  En el Clínic de Barcelona, se introdujo estas células en la tráquea gracias a un biorreactor diseñado por la Universidad de Milán.

•  Las células epiteliales se insertaron en la cara interior de la tráquea, y los condrocitos, cubrieron su parte externa, convirtiéndose el tejido del donante en un híbrido de lo más parecido a un nuevo órgano de la paciente.

•  La intervención quirúrgica se realizó cuatro días después en el Clínic.

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Procedimiento Resumen

•  Un varón de 36 a. con un tumor en la tráquea. Cinco meses después, desempeña una vida normal. Insertaron las células madre del paciente en una estructura artificial.

•  Sustitución con esta pieza bioartificial la parte de tráquea que estaba afectada.

•  Al utilizar las propias células del paciente no hay riesgo de rechazo. •  Se logró por primera vez crear un órgano a partir de células madre. •  Supone un nuevo paso que demuestra el potencial de las células con

capacidad para reconvertirse en órganos. "Claramente, es el futuro", •  Se hizo una tráquea artificial a medida. •  Tumor que le afecta la parte inferior de la tráquea incluida la carina •  Ya habían fracasado las terapias habituales (quimioterapia).

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IMPACTO

•  Regenerar una tráquea, se consideraba imposible y se ha podido realizar por estructura-armazón de un polímero poroso.

•  La tráquea es un órgano muy poco vascularizado, con mucho tejido cartílaginoso que se irriga por estructuras vasculares capilares.

•  Por eso, el rechazo agudo y subagudo es muy frecuente en intentos de implantes anteriores.

•  Utilidad en: –  Tumores –  Estenosis postintubación –  Estenosis infecciosas. –  Traqueomalacias severas

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