Premio Jóvenes Innovadores a Miguel González-Andrades del Instituto de Investigación Biosanitaria de Granada

Miguel González-Andrades, de 29 años y perteneciente al Grupo Ingeniería Tisular del ibs.GRANADA recibe el Premio Innovadores menores de 35 por haber creado córneas humanas artificiales para tratar problemas de visión severos. 

¿Es posible fabricar tejidos artificiales que se integren en el cuerpo humano sin rechazo? Gracias a los grandes avances de las últimas décadas en ingeniería tisular, la respuesta es afirmativa. Sin embargo, en el día a día, todavía son muy pocos los tejidos de este tipo al servicio del cirujano. El más conocido, la piel artificial, es usado en el tratamiento de personas que han sufrido graves quemaduras, pero, ¿y si el daño se ha producido en una estructura biológica tan delicada como la córnea humana?

Hasta ahora, las alternativas para los pacientes que sufren pérdida de visión derivada de enfermedades corneales severas  son escasas, en algunos casos, inexistentes. En los próximos años, gracias al trabajo del joven innovador Miguel González-Andrades, la medicina podría ser capaz de ofrecerles al fin una respuesta.

Este investigador y oftalmólogo de 29 años ha diseñando junto a su equipo del Grupo de Ingeniería Tisular del ibs.GRANADA varios modelos de córneas humanas artificiales basadas en materiales biodegradables que podrían servir para tratar problemas como la ceguera corneal, una patología que afecta a 28 millones de personas en el mundo. El más avanzado de estos modelos ya ha sido probado in vitro e in vivo con buenos resultados. Además, el equipo liderado por González-Andrades comenzó en febrero de este año un ensayo multicéntrico en humanos para demostrar su seguridad y buena integración en el ojo receptor.

En la actualidad, la forma más habitual de tratar la ceguera corneal es mediante un trasplante alogénico (realizado con una córnea procedente de un donante) y a través del implante de las llamadas queratoprótesis (córneas artificiales no biológicas). En lo que se refiere a la primera opción, los donantes son escasos, y cada vez lo serán más dada la creciente popularidad de las operaciones para corregir defectos como la miopía, en las que las córneas de quienes se someten a ellas quedan inutilizadas para ser trasplantadas. Por su parte, las queratoprótesis tienen varias desventajas: son caras y presentan un alto riesgo de complicaciones, lo que obliga a un tratamiento y seguimiento médico de por vida. “Suelen usarse como último recurso en pacientes que han rechazado el tejido corneal donante humano”, explica González-Andrades quien, a la vista de estos inconvenientes, remarca la “innegable necesidad de desarrollar córneas artificiales humanas óptimas”.

Pese a esta urgencia, hasta ahora solo se ha realizado un ensayo completo de implantación de córneas artificiales biosintéticas en humanos. En 2010, el equipo liderado por la profesora de la Universidad de Linkoping (Suecia) May Griffith utilizó un modelo compuesto por un gel de colágeno en un grupo de 10 pacientes que presentaban patologías en la zona más anterior de la córnea. Según González-Andrades “a priori iba bien, pero luego vieron que no ganaban toda la agudeza visual que pretendían y el modelo se paró para trabajar en la mejora de su resistencia y manejabilidad”.

A diferencia de este sistema, la córnea que propone el equipo de González-Andrades está compuesta por una matriz artificial sobre la que se coloca una capa de células corneales epiteliales (el epitelio es la parte más superficial de la córnea). Dicha matriz está formada por agarosa (una biomolécula que proviene de un alga), y por fibrina, una proteína obtenida del plasma sanguíneo esencial para la formación de coágulos. Dentro de este andamiaje de fibrina-agarosa, los investigadores introducen células del estroma, la segunda capa de la córnea, que supone más del 90% de su espesor total. Las dos poblaciones de células corneales que utilizan, epiteliales y estromales, provienen de cultivar en el laboratorio pequeños trozos sobrantes de córneas de donante tras la realización de un trasplante convencional. 

Buscando el reemplazo completo de la córnea

Aunque en la práctica clínica es posible reemplazar el epitelio corneal con células generadas en el laboratorio para tratar pacientes que han perdido la capacidad de regenerar dicha capa, este procedimiento solo soluciona parte de los casos. Además, es un tratamiento caro y que no se realiza en todo el mundo. González-Andrades, por el contrario, persigue una regeneración completa de la córnea: poder retirarla entera cuando está dañada y colocar una nueva. 

Por el momento, la córnea de fibrina-agarosa creada por este joven sustituye tanto el epitelio como el estroma, y su equipo continúa buscando la forma de recrear la tercera capa, el endotelio, una finísima lámina de una sola célula de espesor ubicada en la parte más interna y especialmente difícil de imitar. 

A diferencia de los pacientes con daños más superficiales, los que González-Andrades está reclutando para su ensayo presentan una úlcera que ha afectado tanto al epitelio como al estroma y que actualmente no tiene un tratamiento estandarizado ni óptimo. Según el investigador, “son pacientes extremos, donde todo está perdido y no se puede hacer ni siquiera un trasplante de córnea porque se va a rechazar casi con seguridad”.

González-Andrades asegura que, por el momento, los ensayos in vitro con su prototipo de fibrina-agarosa han dado como resultado unos niveles de transparencia muy buena y la absorción total de radiación ultravioleta (igual que la córnea natural). La experimentación en conejos también ha arrojado buenos resultados de trasparencia e integración y añade: “Ahora, en función de los resultado con pacientes de este tipo, podría extenderse su aplicación a otras patologías corneales “.

Además de este modelo, este innovador está trabajando también en otras dos posibles configuraciones de córneas: una basada en descelularizar córneas animales para introducirles a continuación células humanas; y un modelo multicapa de láminas de colágeno que “se superponen con cierta orientación y mejoran la transparencia”. Una de las posibles líneas que González-Andrades valora emprender en el futuro consistiría, precisamente, en combinar varios de estos enfoques y fabricar córneas multicapa de fibrina-agarosa.

Para este joven, que actualmente reparte su tiempo entre la universidad y el servicio de Oftalmología del Hospital San Cecilio de Granada,  investigar siempre ha sido “un hobbie y una diversión”, y reconoce que no es capaz de entender la clínica sin investigación ni la investigación sin clínica. “Cuando un paciente te pregunta “¿y no hay algo más?” y eres incapaz de dar solución a su problema es el momento de pasar al laboratorio y empezar a investigar”, explica González-Andrades.

En opinión de la directora de coordinación de proyectos del Grupo Zeltia y miembro del jurado de los premios MIT Technology Review Innovadores menores de 35 España, Carmen Eibe, este joven innovador presenta un proyecto “concreto y de gran futuro”, y destaca que el desarrollo de corneas artificiales es “un campo de gran aplicación industrial y terapéutica” que cuando llegue al mercado “proporcionará grandes beneficios”.