TRASPLANTES DE TEJIDO NERVIOSO

Introduccion

Los trasplantes de tejido nervioso en mamíferos se iniciaron a finales del siglo pasado como un medio para el estudio del desarrollo, plasticidad y regeneración neuronal, y desde entonces se han convertido en una alternativa terapéutica experimental en pacientes con enfermedades degenerativas.

A finales de la década de los 70 se plantea la posibilidad de que los trasplantes puedan ser utilizados para sustituir a poblaciones celulares específicas degeneradas, como es el caso de las neuronas dopaminérgicas mesencefálicas en la Enfermedad de Parkinson; el descubrimiento de que ciertas alteraciones neurológicas inducidas experimentalmente podían ser paliadas mediante implantes neuronales, fue el auténtico impulsor de los trasplantes neurales en la Enfermedad de Parkinson.

 

Antecedentes históricos

1. Trasplantes de medula adrenal.

La historia de los trasplantes de tejidos productores de catecolaminas en el interior del cerebro de enfermos Parkinsonianos tuvo su origen en 1985, cuando Backlund y colab.(1) publicaron los resultados de los primeros implantes de médula adrenal autóloga depositados estereotáxicamente en el parénquima del núcleo putamen de dos enfermos parkinsonianos. Aunque la mejoría experimentada por los enfermos trasplantados no fue sino pasajera, la idéa de lograr una terapia efectiva para la EP, a través de los trasplantes, alcanzó una notable expectación con los espectaculares resultados que, en 1987, publicaron Madrazo y colab.(2). A diferencia de los autores suecos, Madrazo y colab.(2) utilizaron una variación del abordaje intraventricular que clásicamente se ha utilizado en la experimentación animal (3,4): introdujeron los fragmentos de médula adrenal en el interior de una cavidad creada en el núcleo caudado, construída de forma que, una vez depositado el tejido en su interior, podía ser parcialmente cerrada, aunque permitiendo la comunicación con el líquido cefalorraquídeo del

ventrículo lateral; factor, éste último, en el que se han basado varias de las hipótesis acerca del funcionamiento y eficacia de los trasplantes.

En 1987, Jiao y colab.(5) presentaron un nuevo estudio, llevado a cabo en China, cuyos prometedores resultados parecían demostrar que los trasplantes de médula adrenal autóloga podían ser una terápia útil en la EP. El esudio mostraba la favorable evolución de cuatro enfermos a los que se les había implantado los fragmentos de su propia médula adrenal, mediante estereotaxia, en el núcleo caudado. Estos autores argumentaron que la diferencia entre la espectacular mejoría de sus enfermos y los nulos beneficios obtenidos por el grupo sueco podría residir en la mayor cantidad de tejido trasplantado y su más rápida disección (factores que podrían incrementar la viabilidad celular) y quizas, decimos nosotros, en el distinto manejo farmacológico postoperatorio de los pacientes chinos (éstos no tomaban L-DOPA, y sí amantadina y preparados tradicionales de la medicina china).

Los esperanzadores resultados obtenidos, fundamentalmente por el grupo mejicano, marcaron el comienzo de una época que asistiría a un espectacular incremento del número de enfermos parkinsonianos sometidos a un trasplante intracerebral de médula adrenal (6,7,8, 5,9,10,11). En España, el primer trasplante se realizó en 1987 en la Clínica Puerta de Hierro de Madrid, al que le siguieron otros centros en Madrid, Salamanca y Zaragoza. Aplicando nuestra experiencia en la obtención y enriquecimiento de poblaciones de células cromafines de médula adrenal de animales, en la Clinica Puerta de Hierro, nosotros, introdujimos una variación en la técnica de trasplante intraventricular, consistente en la modificación del procedimiento de disección de la médula adrenal de los enfermos parkinsonianos (12).

A semejanza de los modelos animales, dos son las tecnicas de trasplante utilizadas: implantes intraparenquima e implantes intraventriculares.

Los trasplantes intraparenquimatosos se han realizado estererotaxicamente en el putamen (9,13,14) o en el caudado (7,1,15, 16, 5, 17, 18). Generalmente, han sido unilaterales (en el lado derecho) (7,1,5,9,19,14), aunque también se han realizado implantes bilaterales (7,16,18) y el tejido, unico o multiple se ha depositado directamente en el parénquima, aunque en casos aislados, se ha introducido en una cavidad creada con anterioridad en el núcleo caudado (19), o en un muelle colocado entre el núcleo caudado y el ventrículo lateral (7).

Los trasplantes intraventriculares , siempre unilaterales, se han realizado siempre en contacto con el núcleo caudado, previo abordaje transcortical (6,21,20,10,22,11)

o transcalloso (20,23) del ventrículo lateral. La mayoría de los enfermos han recibido bloques de médula adrenal autóloga; sin embargo, existen variaciones, como bloques de médula adrenal autóloga perfundida (24,25,10,12), bloques de médula adrenal de neonato perfundida (López-Lozano et al., datos no publicados), y bloques de médula adrenal fetal (22,26,27).

2. Otra alternativa: Coimplante de tejido nervioso + factores troficos

Estudios realizados en modelos animales a partir de la mitad de la pasada década demostraron un incremento de la viabilidad y funcion de las células cromafines cuando se cotrasplantaban con fuentes biológicas de NGF, como por ejemplo: fragmentos de nervio periférico (28, 29, 30,31) o lineas celulares de glioma (32). Ademas, la presencia de otros factores troficos liberados por el tejido adrenal y el conectivo, entre ellos FGF y TGFß, podria provocar respuestas de las celulas del estriado y las fibras dopaminergicas (sprouting) que aumentasen el efecto producido por las celulas trasplantadas.

Basandose en estas experiencias se han realizado varios estudios. El primero de los estudios, realizado por Olson y colab. (33) en un enfermo que había recibido un trasplante intraputaminal de médula adrenal acompañado de una infusión de NGF en el lugar del trasplante, ha mostrado una mejoría de la sintomatología parkinsoniana mayor de un año. El segundo estudio corresponde a nuestra tercera serie de pacientes trasplantados (34). Utilizando los mismos protocolos clínicos que seguimos en los trasplantes de médula adrenal (24, 25, 10, 36) y de mesencefálo fetal (12), cuatro pacientes parkinsonianos han recibido un trasplante intraventricular de médula adrenal (MA) junto a un fragmento de nervio intercostal (NP). Los resultados 3 años despues del implante (ver más adelante) muestran que el cotx de MA+NP mejora la sintomatologia de los periodos ON y OFF.

3. Trasplantes de tejido mesencefálico fetal.

La utilización de tejido mesencefálico fetal en animales de laboratorio (37, 38, 39, 40) condujo al inicio de una serie de programas en varios paises (Cuba, Francia, España, Mejico, Suecia, USA). Desde 1987, se

han intervenido mas de 170 pacientes y como en el caso de la médula adrenal, los resultados han sido, heterogéneos (41, 42, 43, 44, 45, 36,27, 46), con enfermos que han experimentado una marcada mejoría en el control motor y las actividades de la vida diaria, pacientes que han mejorado de forma leve o moderada, y pacientes en los que no se ha constatado efecto alguno. La mejoría de determinados enfermos se ha visto acompañada, además, de una redución (47,42,48,36,26,49) , o en casos aislados, suspensión (42,36) de la administración de L-DOPA.

Al igual que en los trasplantes de medula adrenal, se han realizado dos tipos de implantes: trasplantes intraparenquimatosos y trasplantes intraventriculares.

Los trasplantes intraparenquimatosos se han realizado por medio de estereotaxia en el putamen (50,45,51,52), en el caudado (54,42,55,43,53,58), o en ambos (50,47,56,57,49). Han sido siempre unilaterales con la excepción, cada vez mas frecuente de pacientes que han recibido un trasplante bilateral (50,44,49), y han consistido en un depósito único de tejido (55,43) o en múltiples depósitos (57,47,51,56,58). Aunque la fuente de tejido ha sido siempre la misma (mesencéfalo fetal humano), factores como la edad, el manejo y el volumen implantado han variado de unos grupos a otros.

Los trasplantes intraventriculares se han realizado en todas las ocasiones en el caudado/ventrículo lateral por medio de cirugía abierta, y han consistido siempre en tejido procedentes de un único feto, de edades que oscilan entre las 6-8 semanas de gestacion (36) a las 6-14 de gestacion (26,27,59,60).

En el momento actual es dificil decir cual de las dos tecnicas quirurgicas es la mas adecuada y la que aporta mayores beneficios a los pacientes.

 

Experiencia clínica del grupo de trasplantes de la CPH

En nuestro hospital se está llevando a cabo un estudio controlado para determinar, según las hipótesis mencionadas anteriormente, si la implantación de tejido neural en el cerebro de pacientes parkinsonianos severamente afectados (grado IV-V), es capaz de revertir la sintomatología clínica, y si dicha mejoría depende del tipo de tejido

implantado o es una consecuencia del trauma quirúrgico y su actuación sobre una determinada región cerebral.

Desde 1987 se han realizado en la Unidad de Trasplantes Neurales y Restauración Nerviosa de la CPH, 24 implantes de médula adrenal, 10 implantes de mesencéfalo ventral fetal y 8 coimplantes de médula adrenal y nervio periférico como fuente de factores troficos, en el núcleo caudado derecho de pacientes parkinsonianos severamente afectados (grados IV-V).El propósito de realizar estos 3 tipos de trasplantes, siempre manteniendo el mismo abordaje quirúrgico (cirugía abierta), criterios de selección, monitorización clínica (protocolo CAPIT) y medicación postcirugía (9,23,24,34,36,48) responde al interés de hallar respuesta a 2 cuestiones fundamentales: 1) ¿son efectivos los trasplantes de células neurales como tratamiento en la Enfermedad de Parkinson? y 2) ¿que tejido ó tejidos son más beneficiosos para la recuperación del paciente?. La realización de implantes de mesencéfalo fetal mediante estereotaxia en un futuro permitirá contestar a una tercera cuestión : ¿ cuál es la vía quirúrgica más efectiva en los trasplantes neurales en la Enfermedad de Parkinson?

 

Implantes de mesencéfalo fetal

Nuestros pacientes recibieron un único mesencéfalo ventral fetal, de 6-8 semanas en 8 pacientes y 15 semanas en 2 pacientes, en una cavidad creada en el núcleo caudado derecho mediante cirugía abierta. Todos los pacientes fueron inmunosuprimidos con ciclosporina A (CyA), 100-200 ng/ml (niveles ensangre periférica). El tratamiento inmunosupresor fue retirado en 4 de los pacientes por problemas neurológicos (sindrome de piernas inquietas, calambres musculares, akatisia, en 2 pacientes) o infecciones intercurrentes (infección por Pseudomona Aeruginosa y TBC en 1 paciente y neumonías de repetición en otro).

Los resultados indican que a los 5 años de seguimiento, el aumento del tiempo ON (del 39% preCx al 82%) y la mejoría de los síntomas parkinsonianos (reducción del 49% en la UPD motora y ADL en ON y OFF) se mantiene en 6 de los pacientes, con reducción de las diskinesias (67%) y disminución de la dosis total de L-Dopa (>60%). Tres pacientes mostraron un claro empeoramiento clínico tras retirar la CyA. En 2 de ellos el deterioro fue tan pronunciado, que a los 5 años del trasplante y a los 2 años de retirarse la CyA, el estado clínico era peor que antes de la

cirugía en uno de los pacientes y similar al estado preoperatorio en otro, a pesar de que ambos obtuvieron una mejoría del 120 % en el periodo postcirugía. El paciente restante mantiene una mejoría imperceptible. La mejoría en la puntuación de las escalas (UPDRS, UPD motora) comenzó a los 5-7 meses y persistía 60 meses postcirugía (fig 1). En OFF predefinido la mejoría comenzó a ser significativa en los meses 3-4, pero hasta los meses 5-7 no se observó mejoría en 8 de los 10 pacientes. Entre los 36-60 meses se observó un deterioro significativo (29,32 ± 9,88 puntos), a consecuencia del empeoramiento de 3 pacientes a los que se retiró la CyA (fig 1). Debemos mencionar que la mejoría no fue lineal, sino en forma de "ondas" de mejoría con 2 picos (Wilcoxon´s test), a los 5-7 meses y a los 15-18 meses, con una marcada mejoría en el mes 36 (p<0,01).El incremento en el tiempo de ON (fig 2) comenzó en el mes 5 y fue significativo en el mes 7 (fig2), y el tiempo de ON con discinesias (fig 2) comenzó a disminuir en el mes 2 y fue significativo en los meses 5-7, persistiendo la mejoría durante todo el tiempo de seguimiento. A los 18 meses de la cirugía, 5 pacientes estaban asintomáticos, 3 pacientes mejoraron un 90-95%, 1 paciente mejoró un 75% y 1paciente mostró solo una leve mejoría del 17,21%. En el mes 30 se observó un empeoramiento a consecuencia del ligero aumento de las discinesias en 4 pacientes, 2 de los cuales estaban asintomáticos en el mes 18 (fig2).

La necesidad de terapia inmunosupresora en los trasplantes de tejido mesencefálico fetal es, todavía hoy, objeto de controversia. Algunos grupos, principalmente con implantes estereotácticos, han conseguido buenos resultados sin utilizar terapia inmunosupresora o retirándola sistemáticamente a los pocos meses de la cirugía (43). En el caso de nuestros pacientes, y apoyados por la experiencia negativa en 3 de nuestros pacientes, creemos que la inmunosupresión a largo plazo está justificada: la técnica quirúrgica más agresiva, con ruptura de la arquitectura del lóbulo frontal y de las meninges, expone al tejido cerebral a los plexos coroideos, donde los vasos fenestrados están abiertos a la circulación general y son lugares de presentación de antígenos. En un futuro, sin embargo, la compatibilidad de los tejidos del donante y el huésped (grupos ABO), podría evitar los problemas derivados del tratamiento inmunosupresor.

 

Implantes de médula adrenal autóloga

Hemos realizado 24 implantes (se han seguido 20 pacientes) unilaterales en núcleo caudado dcho entre 1987-1988, utilizando como tejido donante la propia médula adrenal del paciente. La técnica utilizada por nuestro grupo se basa en la perfusión de la glándula adrenal previamente a la extracción de la médula con un tampón salino libre de calcio y magnesio y rico en heparina y a continuación con medios de cultivo enriquecidos.Esta técnica se emplea con objeto de disminuir los efectos deletéreos de la isquemia caliente, mejorar la separación de la médula y corteza adrenal y mantener la médula adrenal en un medio de cultivo nutritivo antes del implante.

Tres pacientes fallecieron en el postoperatorio a consecuencia de complicaciones infecciosas (infecciones pulmonares y sepsis), 1 no se ha seguido. Los 20 restantes siguieron un curso clínico similar: entre los días 2 y 14 se observó una mejoría en algunos síntomas parkinsonianos, como la expresión facial en 12, rigidez en 10, movimientos alternantes en 7, y dextreza en 12. Entre las semanas 3-4 se observó mejoría de la bradicinesia y de la marcha en en 10 y 12 pacientes. Durante el 1º mes la aparición de discinesias y/o alteraciones psiquiátricas obligó a reducir la medicación en 10 pacientes. Entre las semanas 2 y 6, seis pacientes mostraron un deterioro gradual, fundamentalmente en la expresión facial, bradicinesia, marcha y estabilidad postural.La medicación no fue modificada en estos pacientes, que posteriormente comenzaron a mejorar de forma progresiva.

La mejoría clínica de los pacientes fue detectada en el mes 2 postcirugía (fig 7), aumentando progresivamente hasta el mes 7. Sin embargo, el grado y periodo de aparición de la mejoría varía según los síntomas. Así, la rigidez, expresión facial y la habilidad para levantarse de una silla son los síntomas que antes mejoraron y en mayor grado; la marcha y la cinesia experimentaron una mejoría moderada y con diferencias entre los pacientes, y por último, la estabilidad postural y el temblor son los síntomas que menos mejoraron. Debemos decir también que la evolución postoperatoria varía según los pacientes, siendo más lenta y de menor grado en aquellos pacientes que tenían una talamotomía previa, en los pacientes grado V y en los que presentaron complicaciones postoperatorias.

Entre los meses 7-12 se produjo una estabilización de la mejoría alcanzada hasta el 7º mes, pero con una mayor dispersión de datos (mayor SD), lo que indica que un grupo de pacientes continuó mejorando mientras que otro se estabilizó o comenzó a empeorar.Esta dispersión de

datos se acentúa en los meses 12-36, periodo en el que se pueden diferenciar 3 tipos de pacientes (fig 8): un primer grupo, mantiene la mejoría alcanzada y toma menor cantidad de L-Dopa que antes de la cirugía ó bien se ha retirado por completo; un segundo grupo de pacientes presenta fluctuaciones cíclicas en su sintomatología pero su estado global es mejor que antes de la cirugía y toman menos medicación; un tercer grupo de pacientes tiene un estado ligeramente peor ó mejor que antes de la cirugía y en general toman menos medicación.La reducción media de la cantidad de L-Dopa ha sido de un 60.6%.

 

Coimplantes de médula adrenal y nervio periférico

Tras observar las diferencias en el curso clínico, inicio de la mejoría y reducción de la medicación en los 2 grupos de pacientes, que sugería una influencia predominante del tipo de tejido donante en la mejoría clínica de los pacientes trasplantados, iniciamos una segunda parte del estudio, realizando coimplantes de médula adrenal autóloga y nervio periférico intercostal en 4 pacientes, con 4 pacientes de características similares seleccionados para cirugía como grupo control. La utilización de nervio periférico está justificada por los experimentos con animales que demuestran la aportación de factores tróficos, incrementando la supervivencia de las células cromafines de la médula adrenal.

Tal como se muestra en la fig 3, la mejoría de los síntomas en OFF se presenta en 2 "ondas", una que comienza en el 1º mes y persiste hasta los meses 7-9 (87,5 ± 7 puntos preCx en la UPDRS vs 62,37 ± 8,71 ptos en el mes 9), y una segunda en los meses 12-18, con progresión hasta el final del periodo de seguimiento (58,3± 7,3 ptos en el mes 7 vs 46 ± 5,6 ptos en el mes 36). En ON (fig 4),se observó una moderada mejoría que se hizo significativa en el mes 3 (46,9±6,3 ptos preCx vs 30,2±9,1 a los 3 meses). Entre los meses 3-9 el estado clínico permaneció estable, hasta que en el mes 12 apareció una segunda "onda" y de mejoría (18,9±6,3 ptos). Durante todo este periodo, los pacientes mejoraron. Al término del seguimiento se ha producido una disminución de la mejoría a consecuencia del deterioro de uno de los pacientes. El aumento del tiempo de ON (fig 5) comenzó y fue significativo en el mes 2, mientras que la reducción del tiempo de ON con discinesias (fig 5) comenzó en el mes 2 y fue significativo en el mes 3, persistiendo durante todo el periodo

de seguimiento. No se observaron cambios en la puntuación de las escalas, ni en el tiempo de ON en los pacientes control (fig 4 y 6).

 

Discusión

Los resultados de nuestros estudios indican que los implantes de células neurales, tanto si provienen de tejido fetal como de médula adrenal perfundida o médula adrenal incubada con factores tróficos, mejoran la sintomatología parkinsoniana de los pacientes trasplantados, tal como demuestra la disminución de la puntuación en las escalas internacionales utilizadas. La mejoría se observa en todos los síntomas analizados, aunque, como hemos mencionado antes, el grado y periodo de aparición varían (ver tabla 1). La rigidez, expresión facial y habilidad para levantarse de la silla son los síntomas que mejoran más, seguidos de la bradicinesia y la marcha; en los trasplantes de médula adrenal, el temblor y la estabilidad postural son los síntomas que menos mejoran. Asimismo, y a diferencia de otros autores (1,15,61, 62, 63, 64, 65), en nuestros pacientes la mejoría se acompañó de reducción de la dosis de L-Dopa y suspensión de los agonistas dopaminérgicos. Las razones de estas discrepancias son difíciles de explicar y tal vez tengan que ver con las características de los pacientes (grado de enfermedad, tolerancia a los cambios de medicación), a la técnica quirúrgica utilizada ó a ambos.

El grado de mejoría en la sintomatología parkinsoniana de nuestros pacientes es diferente en los trasplantes de médula adrenal y en los de tejido fetal ; en estos últimos, en general, la mejoría es más tardía y algo mayor que en en nuestro grupo de trasplantes de médula adrenal, y la publicada por otros autores con tejido fetal (43,47,70,71). Si es de notar que la mejoria en los trasplantes en el caudado es superior que la observada en los trasplantes realizados por estereotaxia en el putamen, necesitando estos, al parecer, de un mayor numero de trasplantes y de una mayor cantidad de tejido

Con respecto a los coimplantes de médula adrenal y nervio periférico, la experimentación animal ha demostrado que la producción de factores neurotróficos del nervio periférico (NGF, FGF, TGF, etc..) aumenta la viabilidad de las células cromafines y es capaz de cambiar su fenotipo, por lo que teóricamente sería una técnica más beneficiosa que el implante de médula adrenal perfundida, pues ademas permitiria utilizar una factoria viva de factores troficos (el nervio periferico) para estimular a

las celulas dañadas y/o denervadas del estriado huesped. Sin embargo, aunque este tipo de implantes se ha demostrado eficaz, todavía es pronto para determinar su posible superioridad en el aspecto clínico sobre otros tejidos, si bien por nuestros resultados se podria indicar que es una tecnica segura y que aporta una mejoria cuyo curso clinico se parece a los de la medula adrenal en el primer año y a los implantes fetales en los siguientes

Aunque las causas de la mejoría clínica en los trasplantes de médula adrenal sigue siendo desconocida, parece claro que no tienen un efecto placebo. Entre los factores que se han relacionado con la mejoría está en primer lugar la lesión traumática del núcleo caudado, que podría ser el causante de la mejoría en las primeras semanas observado en los implantes de médula adrenal. Un estudio realizado recientemente por nuestro grupo en el que se lesiono el n. caudado dcho mediante ganmacirugia en 8 pacientes -control y problema- indica que la causa de la mejoria observada no se debe solamente a la lesion del n.caudado) Algunos autores, apoyados por estudios experimentación animal y autopsias de pacientes trasplantados (43,66), han propuesto que el traumatismo sobre el núcleo caudado y la estimulación de las células gliales (68,69), o bien la liberación de factores tróficos por las células de la médula adrenal (67), podrían producir una arborización o "sprouting" de las terminales sinápticas aún intactas en el huésped. Otra posibilidad añadida a las anteriores es que la perfusión de la médula adrenal permita el paso de diversas substancias hacia el cerebro a través de sus vasos fenestrados, y que sirva como buffer-depósito de substancias. Estudios con RM con gadolinio en algunos de nuestros pacientes apoyan esta posibilidad. Si sugerimos que en los Cotx, la liberacion de factores troficas, provocada por las celulas implantadas y por el striatum estimulado, puede ser las causa principal de la mejoria observada ( siendo esta, parecida en sus manifestaciones clinicas y evolucion a la de los Tx fetales)

Por otra parte, en los implantes de tejido mesencefálico fetal, los estudios PET en pacientes trasplantados han demostrado un aumento bilateral de la captación de F-Dopa en el putamen de varios pacientes (51).Los autores sugieren que es debida a la presencia de células dopaminérgicas vivas en el trasplante, pero nosotros pensamos que no debe descartarse la posibilidad de arborización de las fibras dopaminérgicas del huésped, que tambien produciría una señal positiva en el PET.

Sea cual sea la razón de la mejoría en los pacientes trasplantados, la gran cantidad de variables introducidas en los diferentes estudios junto con la heterogenicidad de los resultados han contribuido a crear una incertidumbre acerca de la eficacia real de los trasplantes.Sin embargo, los beneficios obtenidos en un gran número de enfermos, nos obliga a considerar que estamos ante una alternativa válida cuyo rendimiento debemos mejorar en un futuro mediante la unificación de protocolos entre los diversos grupos de estudio.

Iconografia