¿Por qué científicos norteamericanos cultivan penes en el laboratorio?

La investigación del doctor Atala comenzó hace nada menos que 20 años. Pero allá por los años 90 las cosas eran muy distintas y una y otra vez topaban con una pared: «estábamos completamente atascados«, reconoce Atala para The Guardian.

Ahora, la situación es muy distinta. Tras conseguir cultivar e implantar vaginas de laboratorio en varias mujeres con éxito, los investigadores del Wake Forest, expertos en ingeniería biomédica y medicina regenerativa, se han lanzado a por el gran reto: el pene humano.

Foto: Doctor Anthony Atala (vía The Guardian)

Tras años de investigación llegó el momento de la verdad. Atala y sus colegas estaban a punto de comprobar si su duro trabajo había tenido éxito. Ansiosos, el grupo esperaba en una habitación para ver si dos conejos tendrían relaciones sexuales. El macho tenía toda la responsabilidad, pues claro está, era a él a quién le habían implantado el pene que el equipo había ‘fabricado’ para la ocasión.

No les dio tiempo a comerse las uñas. Un minuto después de unirles en el habitáculo, el macho cumplió y montó a la hembra como todos esperaban. El apareamiento fue un éxito.

Esta era la prueba de que la teoría en la que están trabajando desde 1992 no era tan disparatada: que los penes podían cultivarse en laboratorios y trasplantarse a seres humanos es teóricamente posible.

 (Foto: Reuters)

El secreto del equipo del Wake Forest para conseguir el éxito fue utilizar técnicas paralelas para crear nuevos órganos y tejidos. En el caso de los penes, estos son creados a partir de células de los propios pacientes, algo impensable de realizar en los años 90.

Al utilizar células del sujeto, se evita que éste rechace el implante, que ha sido el principal problema en los intentos anteriores. En el año 2006, un hombre de origen chino fue el primero en trasplantarse el pene de un donante. Tras una operación de más de 15 horas, dos semanas después los médicos tuvieron que volver a retirar el implante, ya que ni él ni su mujer pudieron aceptar al nuevo ‘miembro’ por motivos psicológicos.

Aunque existen tratamientos expresos para intentar evitar el rechazo, estos tienen fuertes efectos secundarios. Por eso, Atala abogaba por utilizar las propias celulas del paciente: «utilizamos una estructura de colágeno como molde para repoblarlo con células del propio paciente. La idea es tomar una pequeña muestra de tejido del órgano enfermo, aislar las células normales y volver a colocarlas en el órgano, que después se vuelve a colocar en el paciente«. 

El procedimiento es desarrollado en un cultivo celular por un periodo que oscila entre cuatro y seis semanas.

Foto: Trabajando con células de la vejiga (Wake Forest)

Sin lugar a dudas, la medicina regenerativa tiene un gran potencial. Puede transformar por completo no sólo el panorama médico, sino también la calidad de vida de los pacientes, ya que puede ofrecer nuevos tratamientos par adolencias hasta ahora incurables.

«Cada 30 segundos muere un paciente a causa de una enfermedad que podría tratarse con tejidos de sustitución» reconoce Atala en este vídeo de Youtube. «Como cirujano, no hay nada más desolador que estar en un quirófano y tener que reemplazar una parte de tejido o un órgano y no disponer de ellos o no tener el tratamiento ideal. Crear estos tejidos y órganos fuera, en el laboratorio, y disponer de ellos sería la solución para muchos pacientes. Eso es lo que ha inspirado nuestro trabajo».

Como veis en la imagen, el equipo de Atala no solo reproduce penes y vaginas. Actualmente trabajan en reproducir 30 tejidos y órganos diferentes, incluyendo corazones y riñones. Trabajan en distintos proyectos con el fin de llegar a crear estructuras biodegradables para producir huesos, músculos, cartílagos y a largo plazo para imprimir un riñón en 3D. El equipo también reutiliza órganos que han sido desechados, que después de un proceso de lavado se repueblan con las propias células del paciente.

Foto: Wake Forest.

Para algunos, la ingeniería de órganos humanos suena a ciencia ficción, pero para Atala es una necesidad absoluta.

Con la esperanza de vida actual, nuestras probabilidades de vivir más aumentan cada día. Pero en ese tiempo extra que ganamos a la parca, según Atala, hay más probabilidades de que nuestros órganos fallen y se produzca una escasez de estos, lo que implicaría que pudiera no haber disponibles para todos los trasplantes. Según él, «si somos capaces de encontrar la manera de generar los órganos que las personas necesitan de una manera fiable y eficaz, la tecnología puede mejorar mucho la vida de las personas.»

En 2006, Atala y su equipo anunciaron el primer trasplante de órganos de bioingeniería realizado con éxito: una vejiga. Esta fue implantada en un total de siete pacientes en el año 1999.

A principios de este año se anunció también que las cuatro mujeres que recibieron vaginas bioingeniería en el período 2005-2008 evolucionaban con éxito. A pesar de estos logros, «el tema del pene está resultando algo más complicado», reconoce Atala.

Foto: Estructura de una vejiga poblada con células de un paciente (Wake Forest).

Llegados a este punto podríais preguntaros: «si en varios años de investigación han conseguido desarrollar penes funcionales para conejos ¿cómo es que no se ha logrado lo mismo en humanos?».

Según el doctor Atala, esta ‘actualización’ de conejo a humano es muy compleja y lleva algo más de tiempo. «A pesar de que podemos hacer un implante para un mamífero pequeño en muy poco tiempo, para dar el salto a seres humanos tenemos que modificar la tecnología, los procesos, la proporción de células y así sucesivamente, con el fin de obtener estructuras cada vez más grandes. Eso es más o menos lo que hemos estado haciendo desde el éxito con los conejos «.

Y cierto es que han hecho progresos alentadores. Atala ha conseguido reproducir media docena de penes humanos. Aunque aún no están listos para el trasplante, el equipo está evaluando su estructura y eficacia. Una máquina se encarga de aplastar los miembros, hacer estiramientos y determinados giros para valorar si están hechos a prueba del desgaste cotidiano.

Uno de los principales miedos de algunos urólogos que han comentado la investigación son las erecciones. “Mi principal preocupación es que podrían tener problemas para recrear una erección natural”, reconoce el urólogo Asif Muneer del hospital University College de Londres. “La función de la erección es un proceso neurofisiológico coordinado empezando con el cerebro, así que me pregunto si es que podrán reproducir la función o esto (los trasplantes) son solo una mejora estética. Ese será su reto”.

El equipo parece tener controlado este punto. Su idea es la siguiente. Imaginaos un edificio de viviendas lleno de personas, muebles, gatos, de todo. Nosotros podemos tirar por dentro ese edificio entero y rehacerlo de nuevo sin necesidad de tocar la estructura. En este caso, el edificio sería el pene y los inquilinos, las células.

Esas células son extraídas para limpiarlas con un ‘detergente’ muy suave. El siguiente paso es llenar la estructura con las propias células del paciente. En ese proceso de modificación, el equipo ha tenido en cuenta también a las células musculares lisas, que son las responsables de que en una erección los vasos se dilaten y el pene se llene de sangre. Tampoco han ignorado las células endoteliales, que son las que recubren la superficie interior de los vasos sanguíneos y linfáticos. 

Además, las máquinas encargadas de testear los penes que mencionábamos anteriormente, también se encargan de probar ‘el sistema de erecciones’ mediante la inyección de fluidos.

Foto: Wake Forest.

Actualmente, el equipo del Wake Forest busca la aprobación de la Administración de Alimentos y Medicamentos de Estados Unidos para poder dar comienzo a las pruebas en humanos. Calculan que aproximadamente en cinco años podrían iniciarse los ensayos clínicos.

“Los estudios en conejos fueron alentadores, pero para tener el visto bueno para empezar a trabajar con humanos debemos mostrar que los materiales no son tóxicos. Para ello hay que describir nuestra técnica paso a paso”.

¿Y quiénes podrían ser los primeros pacientes? Atala lo tiene claro: “nuestro objetivo es trasplantar órganos a los pacientes con lesiones o trastornos genéticos”. Hombres con malformaciones de nacimiento, disfunción eréctil, víctimas de accidentes o personas que quieran realizarse una cirugía transgénica podrían ser los más beneficiados. 

Foto: el doctor Anthony Atala en una charla TED.