Varios estudios han evaluado los efectos de la terapia celular después de un IAM. Aunque todos ellos eran estudios de fase I diseñados para estudiar la seguridad de la terapia celular en este contexto, también analizaron la eficacia del tratamiento, algunos con resultados positivos y otros con resultados neutros. Todos ellos utilizaron la vía intracoronaria, una vez restaurado el flujo en la arteria epicárdica origen del infarto, y la mayoría se realizaron con administración de la fracción mononuclear de la médula ósea (tabla 1). Hasta el momento se han publicado cuatro ensayos clínicos con resultados positivos. En el estudio BOOST2, las CMMO mejoraron la contractilidad del ventrículo izquierdo (VI) en la región adyacente al infarto, y la fracción de eyección del VI (FEVI) global en un 6%. Sin embargo, solo los pacientes con infartos extensos mantuvieron estos beneficios en términos de FEVI en el seguimiento a largo plazo (18 meses). En el estudio REPAIR-AMI3, la inyección de CMMO produjo un incremento de la FEVI del 2,8% a los 12 meses. El estudio FINCELL4 observó un incremento del 5% en la FEVI después de la administración de las CMMO. Por último, en el estudio REGENT5, los pacientes tratados con CMMO y con células CXCR4+/CD34+ de la médula ósea mostraron un incremento del 3% en la FEVI que no se observó en el grupo control, pero estas diferencias no eran significativas entre los pacientes tratados y los controles a los 6 meses de seguimiento. Este estudio estuvo limitado por la variabilidad de la FEVI basal y por un seguimiento incompleto.

Por otro lado, tres ensayos clínicos han mostrado hallazgos neutros. Janssens et al6 publicaron un estudio en el que no hubo cambios de la FEVI después de la infusión de CMMO, pero sí observaron una reducción del tamaño del infarto y una mejoría de la contractilidad regional en los casos con infartos transmurales más extensos. En el estudio ASTAMI7 no se demostraron efectos significativos en la FEVI, los volúmenes ventriculares o en el tamaño del infarto después de la administración celular. El pequeño número de células utilizadas y ciertas diferencias en el proceso de aislamiento celular se propusieron como posibles explicaciones a esta falta de eficacia de las CMMO. En el último estudio realizado, presentado en las AHA-Scientific Sessions de 2008, el estudio HEBE8, tampoco se encontraron diferencias en la función sistólica general y regional del VI tras la administración de CMMO y de células mononucleares aisladas de la circulación periférica.

Hasta el momento, no se han documentado problemas de seguridad después de la administración intracoronaria de CMMO. El riesgo de una mayor tasa de reestenosis en el stent no se ha confirmado en un estudio con ese objetivo como el FINCELL4 ni tampoco en los dos metanálisis publicados9,10. Con respecto a otro posible riesgo de la utilización de células madre como la aparición de arritmias malignas, tampoco se ha observado en ninguno de los ensayos clínicos con CMMO1.

Dos estudios han utilizado CM después de un IAM. El estudio de Chen et al11 demostró un incremento de la FEVI y de la perfusión miocárdica tras la inyección de estas células por vía intracoronaria, pero estos resultados no se han reproducido en estudios posteriores. Hare et al12 administraron CM alogénicas por vía intravenosa en pacientes con IAM, sin una mayor tasa de eventos adversos cardiacos y con beneficios en términos de FEVI.

Están en estudio otros tipos celulares, como las células madre derivadas del tejido adiposo (CMA) (fig. 1). Hasta el momento no hay evidencias en humanos, pero el primer ensayo clínico realizado con liberación intracoronaria de CMA frescas (sin cultivar) en el IAM (el estudio APOLLO) se ha completado ya y está pendiente de publicación.

Figura 1.

Células madre autólogas derivadas del tejido adiposo durante la mitosis (izquierda) y creciendo en colonias en el sexto día de cultivo (ampliación ×10, derecha). Estas células se obtuvieron y se cultivaron a partir de la fracción vascular del estroma del tejido adiposo en condiciones de good manufacturing practice en la Unidad de Producción Celular de nuestro centro (Hospital Gregorio Marañón, Madrid).

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Otra estrategia de terapia celular tras un IAM es la movilización de células desde la médula ósea con la administración subcutánea de factor estimulador de colonias de granulocitos (FECG). Se han publicado varios ensayos clínicos, con unos resultados en general menos alentadores que con células (tabla 2). Solo tres estudios han mostrado resultados positivos. En los estudios FIRSTLINE-AMI13, RIGENERA14 y el de Takano et al15, se observaron mejorías significativas de la FEVI, pero los demás estudios tuvieron resultados negativos.

Por último, el ensayo clínico MAGIC utilizó una combinación de FECG e inyección intracoronaria de células progenitoras de circulación periférica. En un primer estudio no se demostraron diferencias en la FEVI, y sin embargo se observó una mayor tasa de reestenosis del stent, si bien se trató a los pacientes con FECG antes del implante de stents no farmacoactivos16. Posteriormente, los investigadores modificaron el diseño del estudio y utilizaron stents farmacoactivos, y en el estudio MAGIC 3-DES sí que observaron resultados positivos en la FEVI tras movilización, aislamiento e inyección de células17.

Como con cualquier nueva intervención o tratamiento médico, en el caso de la terapia celular se plantea la dicotomía ética entre la necesidad de nuevos enfoques terapéuticos y una rigurosa evidencia científica acerca de la seguridad y la eficacia de dichos procedimientos.

Debido a su naturaleza altamente innovadora, la terapia con células madre debe centrarse en un alto perfil de seguridad sin aumentar los riesgos del procedimiento en pacientes habitualmente de alto riesgo de por sí, y a la vez proporcionar rigurosamente evidencias acerca de su seguridad y su eficacia. Así, los requerimientos éticos fundamentales incluyen un balance riesgo/beneficio aceptable, un consentimiento informado voluntario y una adecuada y equitativa selección de pacientes22. En el caso del trasplante de células pluripotentes (p. ej., las células embrionarias o las células progenitoras inducidas), se precisan medidas adicionales de seguridad debido a la naturaleza innovadora de estos tipos celulares, las diferencias entre la fisiopatología animal y la humana, la escasa experiencia con ellas en humanos y las grandes esperanzas depositadas por los pacientes en este tratamiento, la mayoría de ellos desestimados para cualquier otro tipo de actuación terapéutica alternativa efectiva.

Existen algunas recomendaciones éticas específicas dadas para los ensayos clínicos con células madre, entre ellas26:

• 1.

  Los ensayos clínicos de fase I-II deberían incluir a pacientes en estadios avanzados de su enfermedad cardiovascular, como los pacientes con síntomas refractarios, pero sin un grado de la enfermedad tan avanzado que los exponga a un riesgo inaceptable de sufrir eventos adversos.

• 2.

  Se debería utilizar siempre un grupo control, para poder evaluar con precisión los efectos beneficiosos del tratamiento y discernir los posibles eventos adversos derivados exclusivamente del uso de células madre. Una vez terminado el ensayo clínico, se puede ofrecer la terapia a los pacientes controles si los resultados a corto plazo son beneficiosos (técnica de cross-over).

• 3.

  Se debe utilizar objetivos de evaluación con sentido clínico (véase más adelante).

• 4.

  Debe haber buena coordinación entre los comités científicos y éticos, de manera que se evalúen correctamente el potencial beneficio clínico del tratamiento y la justificación científica del ensayo incluyendo «pruebas de principio» y datos preclínicos de seguridad y dosis.

• 5.

  Se debe verificar en cada caso que los pacientes comprenden las características del estudio. Dado que un consentimiento informado bien redactado no evita en muchas ocasiones las interpretaciones erróneas, se debe ofrecer información adicional a los pacientes con dudas o conceptos mal entendidos acerca del estudio. En concreto, los participantes deben comprender que el tratamiento pudiera no ser beneficioso, que los estudios en animales pudieran no predecir los efectos en humanos y que pudieran aparecer eventos adversos no esperados.

• 6.

  Es obligatorio publicar los resultados, incluidos los negativos. Por el interés de los pacientes, los investigadores y las entidades financiadoras, no se debe dejar sin publicación los estudios con resultados negativos.

Los pacientes con infartos más extensos y transmurales o los pacientes con disfunción ventricular grave y volúmenes de eyección muy deprimidos son los que más parecen beneficiarse del tratamiento con CMMO1. Por el contrario, los pacientes con obstrucción microvascular después de un IAM podrían no beneficiarse tanto de la inyección intracoronaria de células madre. Por lo tanto, la selección de los pacientes antes de comenzar un ensayo clínico debe tener en cuenta las bases fisiopatológicas de la enfermedad cardiovascular en tratamiento y las características basales de los pacientes. Por ejemplo, se ha demostrado que la edad, los factores de riesgo cardiovascular y la situación de ICC previa tienen efecto negativo en la potencialidad y la capacidad funcional de las células.

Por otro lado, también es de máximo interés el desarrollo de nuevos métodos de administración celular, dado el bajo porcentaje de retención, anidamiento y supervivencia celular con las técnicas actuales. Los nuevos dispositivos en desarrollo incluyen la administración de células en el espacio perivascular, las mejoras en el diseño de los catéteres de inyección transendocárdica y la fusión de diferentes técnicas de imagen para una administración celular más precisa (p. ej., radioscopia o resonancia magnética en conjunción con sistemas de navegación y cartografía del VI en el mismo procedimiento).

Los dos determinantes principales de la reparación cardiovascular son las células madre y el tejido miocárdico dañado en el que se depositan las células. Ambos son centrales para establecer la eficacia del tratamiento, y el conocimiento de los mecanismos moleculares y celulares, junto con sus interacciones, es crucial a la hora de diseñar nuevos ensayos clínicos de terapia celular.

Tras un IAM, si el flujo sanguíneo no se restaura rápidamente, la muerte celular y la necrosis miocárdica son definitivas. Esto activa la cascada del complemento y la formación de radicales libres y citocinas que reclutan leucocitos e inician la respuesta inflamatoria. Dicha inflamación, aunque tiene efectos perjudiciales para los cardiomiocitos, es necesaria para eliminar detritos (limpieza de células necróticas) y orquestar los mecanismos de curación y reparación del miocardio. Células inflamatorias crónicas como los macrófagos y las células cebadas segregan citocinas y factores de crecimiento que, finalmente, activan los fibroblastos para su proliferación y para la síntesis de colágeno, el componente más importante de la escara que reemplaza a los cardiomiocitos perdidos. Además, las células inflamatorias estimulan el proceso de neovascularización mediante la liberación de factores de crecimiento. Posteriormente, el proceso de remodelado de la escara continúa durante meses y hasta años, dependiendo de la extensión de daño isquémico inicial27.

El proceso de remodelado del VI, definido como el conjunto de cambios en la estructura de la pared ventricular, la geometría de las cámaras y la función de bomba, se debe principalmente a los cambios que suceden en la matriz extracelular (MEC). La MEC no solo alinea los cardiomiocitos para mantener una relación mecánica fundamental mediante la cual el acortamiento de los sarcómeros se traduce en fuerza de contracción muscular, sino que también cumple funciones de señalización. De hecho, la MEC es un reservorio de factores de crecimiento, hormonas y citocinas, y utiliza integrinas para comunicarse con las células27. Todas estas funciones se pierden tras la isquemia miocárdica por la liberación de metaloproteinasas y citocinas de las células inflamatorias y las células endógenas. Las metaloproteinasas degradan la MEC, destruyen las integrinas y estimulan la fibrosis reparadora. Citocinas como el factor de necrosis tumoral alfa y las interleucinas (IL) como IL-1 e IL-6 inducen la síntesis de metaloproteinasas y se han relacionado con el desarrollo de disfunción ventricular, edema de pulmón, disfunción endotelial y apoptosis de cardiomiocitos23.

Estos procesos celulares y de señalización que constituyen la fase proliferativa de la reparación miocárdica tras el infarto determinan el destino de las células implantadas. El miocardio isquémico es un microambiente inflamatorio hostil para las células, y carece de nutrientes y oxígeno, las señales de la MEC y las interacciones fisiológicas intercelulares. Por ello, solo una pequeña proporción de las células administradas sobrevive en esas condiciones. Algunos estudios han demostrado que las células madre pueden mejorar o contrarrestar esta situación. El trasplante intramiocárdico de células madre endoteliales después de un IAM induce un incremento significativo de los factores angiogénicos, antiapoptóticos y quimiotácticos, que expresan en mayor intensidad tanto las células inyectadas como las células huésped (p. ej., el factor de crecimiento vascular endotelial-A [VEGF-A], el factor de crecimiento de fibroblastos-2 [FGF-2], la angiopoyetina 1, la angiopoyetina 2, el factor de crecimiento placentario, el factor de crecimiento de los hepatocitos [HGF], el factor de crecimiento seudoinsulínico 1 [IGF-1], el factor de crecimiento derivado de las plaquetas B [PDGF-B] y el factor derivado de las células estromales 1 [SDF-1])24. Estos factores humorales proporcionan un microambiente favorable a la neovascularización y la reparación del miocardio isquémico. Además, la comunicación entre el corazón y la médula ósea a través de efectos humorales podría mejorar este proceso, comunicación que se ve favorecida también por las células madre: se ha demostrado que el trasplante de células endoteliales moviliza más CMMO hacia la circulación periférica que finalmente llegan al miocardio isquémico24.

Teniendo todos estos procesos en consideración, se están desarrollando nuevas líneas de investigación para mejorar las tasas de supervivencia celular en el miocardio isquémico como, por ejemplo1:

• 1.

  Precondicionamiento del miocardio para retener un mayor número de células: se ha demostrado que el tratamiento con ondas de choque de baja energía, la destrucción de microburbujas en las arterias coronarias con ultrasonidos y el tratamiento extracorpóreo con ondas de choque mejoran la retención de células endoteliales, CMMO y CM. La última de estas técnicas se está investigando en el estudio Cellwave.

• 2.

  Activación o incremento de factores quimiotácticos para atraer células al área dañada: el factor de alta movilidad del grupo box-1, el SDF-1 o su receptor CXCR4, la integrina β2 y la sintasa de óxido nítrico endotelial se pueden activar para mejorar la tasa de anidamiento de diferentes tipos celulares (p. ej., las células progenitoras de la circulación periférica o las células endoteliales).

Con respecto a las células madre administradas al miocardio, como hemos comentado, su actividad funcional está determinada por la edad y los factores de riesgo cardiovascular. Como consecuencia, los futuros ensayos clínicos de terapia celular de fase II-III explorarán estrategias para el incremento de su potencial terapéutico. Entre las que están en investigación en este momento, se encuentran1:

• 1.

  El pretratamiento de los pacientes con fármacos para estimular la potencialidad de las células: las estatinas, la rosiglitazona y el potenciador de la óxido nítrico sintasa AVE9488 pueden mejorar la capacidad de migración y neovascularización de las células endoteliales.

• 2.

  Estrategias para prolongar la supervivencia celular: con este fin se está investigando el uso de una serie de factores de crecimiento combinados para estimular la expresión de genes cardiomiocíticos en las CM (como en el ensayo clínico C-Cure), el uso de choque de calor para aumentar la resistencia de las células a las agresiones externas y el pretratamiento de cardiomiocitos derivados de células embrionarias con choque de calor y con una mezcla de factores de crecimiento.

• 3.

  Modificaciones genéticas de las células antes de administrarlas: mediante ingeniería genética celular, se pueden sobreexpresar genes antiapoptóticos o se puede manipular genéticamente las células para mantener su funcionalidad (p. ej., su capacidad para secretar mediadores paracrinos, comunicarse con el medio ambiente huésped o diferenciarse en células cardiacas especializadas).

• 4.

  Inyección combinada de células y biomateriales: la encapsulación de CMMO en matrices biocompatibles (parches epicárdicos) o la utilización de nanofibras de péptidos son otras estrategias que precisan más estudio.

Hoy se cree que la terapia con células madre da lugar a la reparación cardiaca a través de tres mecanismos de acción diferentes (fig. 3): a) diferenciación de las células administradas en los tejidos constituyentes del corazón (a través de procesos de cardiomiogénesis y vasculogénesis) o, menos probablemente, a través de la fusión de las células madre con las células de la propia víscera; b) liberación de factores con propiedades de señalización paracrina desde las células administradas, y c) estimulación de la reparación endógena mediante la activación de los nichos de células madre cardiacas25.

Figura 3.

Mecanismos de acción propuestos para las células madre tras su anidamiento en el miocardio dañado. Los procesos de diferenciación y los efectos paracrinos desencadenan una cascada de eventos que interactúan activamente para la creación de nuevos vasos sanguíneos y cardiomiocitos, con el objetivo final de la reparación funcional de la víscera cardiaca. CSC: células madre cardiacas.

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Los objetivos de valoración de los ensayos clínicos (endpoints) se pueden dividir en directos e indirectos. Los primeros incluyen objetivos clínicos como la supervivencia, la supervivencia libre de enfermedad o la mejoría de parámetros funcionales medibles y relacionados con la enfermedad, y son los que pueden cambiar la práctica clínica y las guías de actuación. Los segundos se definen como parámetros o signos físicos utilizados como sustitutos de un objetivo con significado clínico que mide la calidad de vida o la mortalidad27. En otras palabras, son marcadores intermedios o variables de respuesta que pueden sustituir a un objetivo «verdadero» con el propósito de comparar intervenciones o tratamientos específicos.

Los objetivos directos o clínicos tienen una relación directa con el pronóstico y la supervivencia. Incluyen por ejemplo la mortalidad por cualquier causa, la mortalidad cardiaca, el reinfarto, la necesidad de nuevas revascularizaciones, los reingresos por ICC o los accidentes cerebrovasculares, considerados individualmente o en conjunto («objetivos combinados»). La terapia celular solo entrará a formar parte del espectro de tratamientos para las enfermedades cardiovasculares si se puede demostrar de manera precisa y rigurosa que mejora la calidad de vida y la supervivencia. De hecho, las variables clínicas deben ser obligatoriamente los objetivos primarios de los futuros ensayos clínicos de fase III.

Los únicos estudios que han utilizado objetivos directos en terapia celular son el REPAIR-AMI3 y el BALANCE28. Ninguno de ellos fue diseñado con la potencia suficiente para demostrar diferencias en este tipo de parámetros (se consideraron objetivos secundarios), y el segundo ni siquiera estaba aleatorizado. Sin embargo, en el REPAIR-AMI el objetivo combinado de muerte, reinfarto o necesidad de nueva revascularización se redujo significativamente en el grupo tratado con CMMO comparado con el grupo de placebo a los 12 meses. También se redujo el objetivo combinado de muerte, IAM e ingreso por ICC. En el estudio BALANCE, el tratamiento con CMMO después del IAM se asoció a una reducción significativa de la mortalidad a los 5 años de seguimiento. Además, en dos amplios metanálisis9,10 también se demostró tendencia a la reducción de la mortalidad, el reinfarto y los reingresos por ICC.

Una vez dicho esto, los objetivos indirectos han sido una necesidad en los ensayos clínicos con células madre, porque el tamaño muestral necesario para obtener una potencia estadística suficiente para demostrar diferencias en la mortalidad es muy difícil de conseguir29. Por esta razón, y aunque se han utilizado en estudios de fase I para reducir el tamaño muestral y el seguimiento, los objetivos indirectos no deben ser los objetivos primarios de los estudios de fases II y III.

Los parámetros utilizados como sustitutos para determinar los efectos de la terapia celular en la supervivencia de los pacientes con cardiopatía isquémica tienen que cumplir tres requisitos: a) deben correlacionarse con la supervivencia; b) los cambios de dichos parámetros deben reflejar cambios en el pronóstico, y c) debe haber una relación fisiopatológica de base que explique ambas relaciones30. Así, hay varias variables que se han utilizado como objetivos sustitutos, básicamente de imagen cardiaca (parámetros de metabolismo, perfusión y contractilidad) y determinaciones de laboratorio.