Un equipo de investigación internacional dirigido por la UCL, el Great Ormond Street Hospital y la KU Leuven está utilizando impresión 3D y nanodiamantes para diseñar tratamientos que podrían ayudar a los bebés a reparar sus pulmones dañados mientras aún están en el útero.
La hernia diafragmática congénita (HDC) es una enfermedad devastadora que afecta a uno de cada 3000 recién nacidos. La HDC significa que el diafragma (el músculo que separa el abdomen del tórax) no se ha desarrollado completamente. Como resultado, los órganos que deberían estar dentro del abdomen pueden desplazarse fácilmente hacia la cavidad torácica y aplastar los frágiles pulmones en crecimiento, lo que significa que el bebé no tiene espacio para desarrollar pulmones completamente formados. En la forma más grave, y si no se trata, menos del 25 % de los bebés que nacen con HDC sobreviven al nacimiento.
El tratamiento actual puede implicar una cirugía delicada durante el embarazo para insertar un balón quirúrgico en la tráquea del bebé y estimular el crecimiento de los pulmones (oclusión traqueal fetoscópica o FETO). Esto aumenta la supervivencia al 50 %, pero se necesita urgentemente un tratamiento más eficaz.
El factor de crecimiento endotelial vascular (VEGF) es una hormona de crecimiento que favorece el desarrollo pulmonar durante el embarazo, pero es significativamente menor en los pulmones de los bebés con CDH.
Para administrar más VEGF a los pulmones del bebé de forma segura, controlada y sostenida, los equipos conectaron el VEGF a un sistema de administración microscópico hecho de nanodiamantes (nanopartículas de carbono más pequeñas que el grosor de un cabello humano). El trabajo se desarrolló principalmente en el Centro de Investigación Zayed y contó con una financiación de aproximadamente 250.000 libras de la organización benéfica GOSH.
Para evaluar la eficacia del sistema de administración de VEGF, el equipo desarrolló «minipulmones» humanos cultivados en laboratorio con características clave de la HDC y trabajó con diferentes modelos animales de la enfermedad. Mediante diversas comparaciones, el equipo demostró que la administración simultánea del sistema de administración de VEGF con FETO resultó en pulmones más sanos.
Modelado de hernia diafragmática congénita
Para imitar la enfermedad y la compresión pulmonar observada en la HDC en humanos, los equipos utilizaron la impresión 3D directamente sobre tejido pulmonar humano cultivado en el laboratorio del Centro de Investigación Zayed. Estos minipulmones cultivados en laboratorio estaban subdesarrollados al ser comprimidos por la impresión 3D, lo que simula la afección y, por lo tanto, constituyen buenos modelos para la misma y permiten probar el sistema de administración de VEGF.
El Dr. Stavros Loukogeorgakis, coautor principal y cirujano del Hospital Great Ormond Street, profesor asociado de Cirugía Pediátrica en el Instituto de Salud Infantil Great Ormond Street de la UCL, afirmó: «Sabemos que los nanodiamantes, la impresión 3D y las hormonas de crecimiento en el útero suenan a ciencia ficción, pero esta investigación realmente nos muestra lo que es posible. Como dice el dicho: «Los diamantes son para siempre», por lo que ahora queremos crear un sistema de administración que se descomponga a medida que el bebé crece. No se trata de un problema insalvable, y podríamos estar en condiciones de ofrecerlo a las primeras familias en tan solo cinco años».
El profesor Paolo De Coppi, cirujano del GOSH y profesor de Cirugía Pediátrica del NIHR en el Instituto de Salud Infantil Great Ormond Street de la UCL, afirmó: «El VEGF es un potente mediador del crecimiento en nuestro organismo y puede ayudarnos a crear nuevos vasos sanguíneos y músculo; sin embargo, si se administra sin control o en grandes dosis, puede contribuir al desarrollo de enfermedades. El uso de un sistema de administración como los nanodiamantes fue crucial para comprobar si el VEGF podía hacer lo que queríamos, donde lo queríamos, de forma controlada. Al trabajar con equipos multidisciplinarios e internacionales, hemos podido utilizar modelos diversos que no habríamos podido implementar de forma individual; la colaboración es fundamental».
El profesor Jan Deprest, cirujano fetal del UCLH y de la KU Leuven (Bélgica), catedrático de Obstetricia y Ginecología, afirmó: «Este estudio demuestra dos aspectos esenciales. En primer lugar, es probable que este nuevo tratamiento potencie el efecto de la cirugía prenatal que ofrecemos actualmente. En segundo lugar, que podemos imitar la afección con pulmones miniaturizados derivados del feto en el laboratorio, lo que nos permitirá probar medicamentos prenatales que podrían salvarle la vida después del nacimiento. Esta colaboración demuestra una vez más la importancia de la colaboración internacional, en particular en el ámbito de las enfermedades raras».
Familias afectadas por CDH
La HDC afecta a aproximadamente 1 de cada 3000 nacimientos y el Hospital Great Ormond Street trata a aproximadamente un niño al mes por esta afección. A través de un servicio multidisciplinario entre el GOSH y el UCLH, se ofrecen a las familias citas, asesoramiento y el procedimiento con balón (FETO) cuando corresponde.
La historia de Amelia
Amelia tenía apenas unos días de nacida cuando fue trasladada al GOSH para una cirugía que le salvó la vida por una hernia diafragmática congénita (HDC). Su condición se identificó mediante una ecografía durante el embarazo de su madre, Georgia.
Georgia Turner, de 26 años y residente de Croydon, al sur de Londres, comentó: «Mi embarazo y parto fueron un auténtico torbellino después de que a Amelia le diagnosticaran HDC. No conocía el tema antes, y luego me di cuenta de su gravedad. Me hicieron ecografías adicionales y me trataron en el hospital local, y el equipo esperaba que la condición de Amelia fuera solo moderada».
Desafortunadamente, después del nacimiento de Amelia, el equipo clínico me informó de la gravedad de su estado, ya que el intestino y el estómago se habían desplazado hacia el pecho. La llevaron al GOSH y la conectaron a una máquina para apoyar su respiración y su corazón. El equipo pensó que podría necesitarla durante unas semanas, pero la dejaron en un par de días. ¡Es una pequeña luchadora!
Amelia pasó cuatro meses recuperándose en la unidad neonatal del GOSH y luego otros tres meses en su hospital local, antes de regresar a casa con su mamá Georgia.
Amelia, ahora una niña de 16 meses, progresaba mucho hasta que su HDC reapareció. Un efecto secundario poco común que, por desgracia, puede afectar hasta al 20% de los niños con esta afección. Tras confirmar la recaída de HDC mediante una radiografía, Amelia fue trasladada de nuevo al GOSH para una cirugía especializada.
Georgia continuó: “Ahora está mucho más grande y fuerte, y sobrellevó bien la segunda cirugía de HDC. Solo necesitó apoyo respiratorio durante una noche en la unidad de cuidados intensivos y, por la mañana, ¡ya estaba charlando con el personal! Se ha recuperado rapidísimo, lo cual es fantástico”.
No recibí ninguna señal de alerta importante por parte de Amelia de que su HDC hubiera recaído, lo cual fue realmente preocupante. Investigaciones como esta son excelentes para ver cómo los expertos intentan que el tratamiento de la HDC sea más eficaz para todos los niños y menos invasivo. Esperemos que mejores tratamientos también prevengan casos de recaída como el de Amelia.
El Instituto Nacional de Investigación en Salud y Atención (NIHR) apoyó este trabajo a través del Centro de Investigación Biomédica NIHR GOSH y una beca NIHR a uno de los autores principales, y la investigación fue apoyada por el Consorcio BREATH para la Regeneración Pulmonar Longfonds y CDH-UK ( la organización benéfica para la hernia diafragmática congénita), que apoyó a las familias mediante investigación, información y apoyo emocional y práctico.
Campo de golf
- Artículo de investigación en el American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine
- Perfil académico del Dr. Stavros Loukogeorgakis
- Perfil académico del profesor Paolo De Coppi
- Instituto de Salud Infantil Great Ormond Street de la UCL
- Ciencias de la Salud Poblacional de la UCL
- Centro Zayed para la Investigación de Enfermedades Raras en Niños
- Centro de Investigación Biomédica del Hospital Great Ormond Street del NIHR
- Hospital para niños Great Ormond Street
Imagen
- Amelia Turner, quien fue operada de CDH cuando tenía apenas unos días de nacida, con su madre.
UCL News. Traducido al español
