Una nueva generación de terapias pioneras para cicatrización y quemaduras

Cuando Jacob Hyland, su mujer, Jamie, y su bebé fueron a su propiedad familiar en la zona rural de Washington (Estados Unidos) hace dos años, no tenían ni idea de que el incendio de Cold Springs estaba haciendo estragos en las cercanías. Al no tener WiFi ni servicio de telefonía móvil en el rancho de 0,16 kilómetros cuadrados, no recibieron avisos para evacuar el incendio, que acabó consumiendo unos 800 kilómetros cuadrados.

Cuando Jacob, que ahora tiene 33 años, divisó el extenso tono anaranjado del cielo a la una de la madrugada, no había ningún lugar al que huir. La familia se acurrucó contra una pared de roca hasta que el infierno, alimentado por vientos de 80 kilómetros por hora, se les echó encima. Con grandes quemaduras e inhalación de humo, encontraron fuerzas para caminar hasta el río Columbia, que pasa por su propiedad, con la esperanza de ser rescatados. Trágicamente, su hijo Uriel no sobrevivió, pero dos días después, mientras la pareja yacía en la orilla perdiendo el conocimiento, una embarcación de la Comisión de Conservación de la Pesca y la Vida Silvestre los localizó y los trasladó a una ambulancia que los llevó a la unidad de quemados del Centro Médico Harborview de la Universidad de Washington, en Seattle.

Jacob, que accedió a ser entrevistado para este artículo, sufrió quemaduras de tercer grado en más del 30% de su cuerpo, y sus manos quedaron carbonizadas hasta casi volverse irreconocibles. Las personas con este nivel de daños requieren la atención de un amplio equipo de trabajadores sanitarios para no sucumbir a sus lesiones, dice su cirujano y médico de cuidados intensivos, Sam Arbabi.

Gracias a los cuidados médicos intensivos, Jacob y Jamie sobrevivieron. Pero el proceso de recuperación de su piel fue arduo, con meses de hospitalización y, en el caso de Jacob, más de una docena de operaciones.

La curación de heridas complejas, y especialmente de quemaduras grandes y profundas como las de Jacob, sigue siendo un gran reto para los profesionales médicos. Pero tras décadas de avances graduales, las nuevas tecnologías están marcando la diferencia. "El cuidado de las heridas es un área muy activa de investigación e innovación porque se aplica a muchos tipos de personas", incluidos los pacientes que se someten a cirugía, las personas que se cortan en casa o los trabajadores que inesperadamente sufren quemaduras químicas, dice Andrew Vardanian, un cirujano plástico que trata heridas graves en UCLA Health (California, Estados Unidos). "Las heridas son comunes porque todo el mundo tiene piel". La creciente población de personas sin hogar también es vulnerable a las quemaduras porque el propano que se utiliza a menudo para la calefacción en invierno se inflama fácilmente, dice Arbabi.

Los médicos e investigadores esperan ver un aumento en el número de heridas en los próximos años, y no sólo por los incendios forestales, que han aumentado considerablemente en los últimos años en parte debido al cambio climático. La población estadounidense está envejeciendo, y las personas mayores tienen una piel más fina, más propensa a las heridas y más lenta de recuperar. También hay 34 millones de estadounidenses que tienen diabetes y otros 88 millones con prediabetes. La enfermedad se caracteriza por heridas que no se curan de forma natural.

Lo que más entusiasmo genera entre los científicos son las células madre, que, tras años de lentos avances, empiezan por fin a demostrar su potencial de curación de heridas.

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"Tenemos estos primeros resultados emocionantes que sugieren que es un gran camino terapéutico", dice George Murphy, dermatopatólogo y codirector del programa de piel del Instituto de Células Madre de Harvard, que participa en algunas de las investigaciones.

En cuanto a las lesiones de Jacob, se utilizó un nuevo polímero sintético biodegradable llamado NovoSorb BTM para cerrar temporalmente algunas de las heridas y ayudar a generar tejido sano. Posteriormente, se le injertó piel en las manos a partir de sus muslos, así como de cadáveres y animales. Otra piel de reemplazo llegó a través de un nuevo dispositivo de recolección de células llamado Recell, que incubaba una pequeña cantidad de células de la piel sana de Jacob en una solución, lo que permitía pulverizarla sobre una zona más grande para que la herida sanara más rápido y con menos cicatrices.

Aunque sus manos ya no funcionan como antes (de profesión albañil, Jacob ahora apenas puede sujetar las llaves o una taza de té), está encantado de que sus médicos hayan podido salvar sus extremidades carbonizadas y transformarlas. "Sin los injertos creo que habría muerto", dice Jacob, a quien le llama especialmente la atención la suavidad de la piel del dorso de su mano derecha, donde se utilizó el producto pulverizado. "La ciencia me salvó".

Ayudando a la curación innata de las heridas del cuerpo

Para las pequeñas heridas, los remedios no han cambiado mucho respecto a las instrucciones expuestas en una tablilla de arcilla hace casi 5000 años, según la historia de la cicatrización de heridas recogida en una revista médica: limpiar y vendar la herida, y luego dejar que la madre naturaleza haga su trabajo.

En la mayoría de los casos, esto funciona bien. Si te cortas el dedo con un cuchillo de cocina o te chamuscas el codo en la estufa, mientras te sacudes el dolor y te pones a hacer la ensalada, una brigada militar invisible en el cuerpo comienza la curación inmediatamente. Esto se debe a que la piel es la primera línea de defensa contra los microbios que pueden causar daños si se introducen en ella. Una herida degrada esas defensas.

Las intervenciones médicas, incluso en el caso de las heridas más grandes o complejas, tienen como objetivo principal apoyar a los soldados durante su trabajo. La cicatrización de las heridas se produce en cuatro etapas superpuestas. La primera es la hemostasia, en la que los vasos sanguíneos se contraen y coagulan para taponar rápidamente la herida y evitar la hemorragia. A continuación viene la inflamación, en la que la herida se inunda de pequeñas proteínas que convocan a las células inmunitarias y estimulan el crecimiento de tejidos de sustitución.

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Los médicos creyeron durante mucho tiempo que la inflamación inicial podía entorpecer la cicatrización, pero ahora entienden que desempeña un papel importante en la movilización de las células necesarias para reconstruir el tejido, dice Jennifer Elisseeff, ingeniera biomédica y directora del Centro de Ingeniería Tisular Traslacional de la Universidad Johns Hopkins.

La tercera etapa es la proliferación, en la que la herida se reconstruye con colágeno (la proteína que proporciona soporte estructural) junto con enzimas, nuevos vasos sanguíneos y otras sustancias. Por último, durante la maduración, se forma una cicatriz mientras el tejido subyacente sigue fortaleciéndose.

La promesa de los tratamientos con células madre

Por supuesto, las heridas importantes, como las quemaduras, son tan grandes y traumáticas que este proceso se ve obstaculizado. Y las heridas, como las úlceras de las piernas que afectan a muchos diabéticos, tardan en cicatrizar porque los vasos sanguíneos estrechados por la enfermedad limitan la cantidad de oxígeno y nutrientes que pueden llegar al lugar.

Pero incluso en el mejor de los casos, la piel curada no funciona exactamente igual que antes. Esto se debe a que los nervios sensoriales, las glándulas sudoríparas, los folículos pilosos, las células inmunitarias residentes y todas las demás estructuras complejas que suelen encontrarse en la segunda capa de la piel, llamada dermis, no se reconstruyen. "La piel es un órgano asombroso, estructural y funcionalmente, y lo que se obtiene después de su sustitución es un parche correoso", dice Murphy, señalando que hace el trabajo de proteger el cuerpo pero carece de gran parte de la función de la piel normal.

Por eso, los científicos llevan mucho tiempo entusiasmados con las células madre, sobre todo con las llamadas células madre mesenquimales (que residen de forma natural en la piel), porque tienen el potencial de acelerar la cicatrización, dice Murphy. El poder de estas células madre es evidente cuando se opera a los bebés en el útero y salen sin cicatrices porque la piel se ha regenerado completamente. Pero por razones que aún no están claras, las células madre pierden estas capacidades después del nacimiento, dice Murphy.

Tratar de hacer retroceder el reloj es un área de estudio activa que por fin está dando sus frutos. Una investigación publicada en enero analizó a 31 personas con llagas abiertas en las piernas, llamadas úlceras venosas, que se habían resistido a curar. El estudio utilizó un tipo de células madre mesenquimales conocidas como ABCB5+ que evaden de forma natural el rechazo del sistema inmunitario. Las células se extrajeron de la piel de donantes humanos y se concentraron en una suspensión líquida antes de colocarlas en la herida y cubrirlas con un apósito. A los tres meses del tratamiento, estas heridas, antes difíciles, se redujeron una media del 76%. También se obtuvieron resultados similares con las úlceras de los pies, según una investigación no publicada de Rheacell, una empresa alemana que fabrica estas células madre mesenquimales específicas.

Aún así, se necesitan más ensayos clínicos y de mayor envergadura, dice Murphy, cuyo codirector del programa de células madre de Harvard, Markus Frank, es investigador en los ensayos clínicos de Rheacell. Pero estos primeros resultados son un paso importante hacia la promesa que las células madre pueden aportar al cuidado de las heridas. "Para mí, el Santo Grial definitivo no es simplemente conseguir que la herida se cure utilizando células madre, sino que se cure por regeneración", lo que restauraría todas las complejidades que tenía la piel antes de la lesión, dice.

Aprovechar la respuesta inmunitaria

Otra estrategia para la cicatrización de heridas emplea el sistema inmunitario, una conexión que los investigadores habían pasado por alto hasta hace poco. Elisseeff, de la Johns Hopkins, se interesó por este campo durante un ensayo clínico en el que estaba probando un biomaterial para reconstruir el tejido facial y descubrió que el tipo de células inmunitarias que se congregaban dependía del tejido al que se encontraba. Ahora está segura de que las células inmunitarias son factores clave en el proceso de regeneración.

Ese descubrimiento inicial la llevó a probar la inmunología regenerativa dirigida. Esto incluye un estudio en animales de laboratorio que muestra cómo la implantación de ciertos materiales biológicos aumenta la presencia y duración de las células B del sistema inmunitario, que pueden generar anticuerpos que se cree que están asociados a la curación de heridas.

Elisseeff también descubrió que, a medida que envejecemos, las células T del sistema inmunitario, que suelen ayudar al organismo a luchar contra invasores extraños, permanecen más tiempo en la herida, lo que provoca cicatrices innecesarias. En una investigación realizada en ratones que aún no ha sido revisada por otros científicos, parece que la culpa la tiene una comunicación alterada con las células T envejecidas, y que la inhibición de ciertas moléculas de señalización inmunitaria puede mejorar la cicatrización.

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Innovaciones ya en marcha

Mientras tanto, los médicos ya no se encuentran a la espera de que las innovaciones estén disponibles clínicamente: en los últimos años ya han aparecido varios productos pioneros en la curación de heridas.

Además de los injertos de piel en spray Recell, la Administración de Alimentos y Medicamentos (FDA en sus siglas en inglés) de EE.UU. también aprobó un producto llamado Epicel, que utiliza una pequeña cantidad de la piel de un paciente quemado para cultivar grandes injertos en el laboratorio que pueden colocarse sobre una estructura para curar heridas de gran tamaño. Aunque este sustituto de la piel diseñado es actualmente caro (cientos de miles de euros para cubrir un torso gravemente quemado, dice Arbabi) es un avance importante.

Otra innovación es un dispositivo de succión que resulta valioso después de cerrar las heridas quirúrgicas. La presión negativa, en la que se aplica la succión para mejorar el flujo sanguíneo y reducir la hinchazón, ha demostrado ser útil para las heridas abiertas. En los últimos años, con su dispositivo Prevena, la empresa 3M emplea la presión negativa en las heridas suturadas en la semana posterior a la cirugía. Un estudio multicéntrico publicado el año pasado, en el que participaron 300 personas que se sometían a una sustitución de rodilla por segunda vez, reveló que los que utilizaron el dispositivo durante una semana tuvieron un 75% menos de complicaciones que los que llevaban apósitos tradicionales.

También se han producido avances en los propios apósitos, uno de los pasos básicos para la cicatrización de las heridas que se describieron hace milenios. Los apósitos se refieren a cualquier cosa que se ponga directamente sobre la herida para ayudar a su curación, lo que antes significaba grasas animales o miel o un brebaje de hierbas. Hoy en día, estos apósitos incorporan materiales sintéticos derivados de las algas, sustancias similares a un gel conocidas como hidrocoloides, espumas o películas que mantienen equilibrado el nivel de humedad de la herida y pueden también suministrar medicamentos e incluso factores de crecimiento para facilitar la cicatrización.

A pesar de todas las mejoras, "todavía no existe un producto perfecto en la actualidad", afirma Alexander Seifalian, un experto en biomateriales con sede en Londres (Reino Unido) que recientemente revisó el estado de los apósitos para heridas para la revista International Wound Journal.

Se sigue investigando a fondo sobre los apósitos, incluidos los intentos de incorporar nanopartículas magnéticas o células madre en los apósitos. La empresa de Seifalian está trabajando en un apósito compuesto por el material fuerte pero ligero conocido como grafeno.

Sin embargo, para algunas heridas, lo que marca la diferencia no es tanto la innovación como la experimentación con las opciones actualmente disponibles. Ese fue el caso de Susan Craighead, una jueza jubilada del Tribunal Superior de Seattle de 58 años que nació con la enfermedad genética epidermólisis bullosa, en la que la piel se ampolla y desgarra con facilidad. A lo largo de los años, probó numerosos apósitos para las heridas de varios centímetros que supuraban y no cicatrizaban en su espalda, nalgas y torso.

Hace 20 años encontró un apósito de silicona que funcionaba lo suficientemente bien, pero las heridas persistían y últimamente se infectaban con regularidad. Hace un año cambió de médico, Arbabi, que le recomendó Xeroform, una malla de hace décadas que contiene un derivado del metal bismuto, que tiene propiedades antimicrobianas y de otro tipo, y a la que se le indicó que se untara con antibióticos tópicos.

"En pocas semanas desaparecieron las llagas que había tenido bajo los pechos durante años", se maravilla Craighead. Las de la espalda también han mejorado mucho, aunque las de las nalgas siguen existiendo. "Mi médico pensó que era una simple sugerencia, pero a mí el cambio me cambió la vida".

Para Jacob Hyland, las extensas quemaduras que sufrieron él y su mujer, junto con la pérdida de su hijo, nunca se curarán del todo. Pero está agradecido por los tratamientos de vanguardia que recibió y por los progresos que poco a poco le están permitiendo rehacer su vida.