Aplicación de señales celulares en medicina regenerativa: tecnología del PRGF

No obstante, el éxito final de estos nuevos tratamientos biomédicos radicará en la óptima estandarización, formulación y liberación de los factores de crecimiento así como su perfecta asociación y combinación con diferentes biomateriales y células. Un hito final será adaptar los diferentes tratamientos y productos biomédicos a cada situación patológica con el fin último de aumentar el éxito terapéutico garantizando al máximo la bioseguridad de los mismos.

En este sentido cabe destacar el enorme avance realizado en el estudio, uso y formulación de los factores de crecimiento y proteínas terapéuticas contenidas en las plaquetas. La tecnología del PRGF (plasma rico en factores de crecimiento) lleva más de una década en constante evolución y desarrollo, lo que ha convertido al PRGF en un preparado bioseguro, biocompatible, estandarizado y versátil. Hoy en día, esta tecnología ofrece un abanico enorme de posibilidades terapéuticas en muy diversas áreas tales como la implantología oral, la cirugía oral y maxilofacial, la ortopedia, la dermatología, el tratamiento de úlceras crónicas y un largo etc.

Fundamentos fisiológicos de la reparación tisular: rol de las plaquetas

El proceso de reparación tisular se basa en una compleja cascada de eventos biológicos controlados por una larga lista de factores de crecimiento y proteínas con actividad biológica. La acción espacio-temporal de este conjunto de mediadores sobre la zona tisular dañada regula los mecanismos y estadíos que gobiernan la reparación y regeneración tisular.

En el caso, por ejemplo, de la regeneración ósea, la expresión local inicial de factores de crecimiento tiene como objetivo estimular la migración de las células osteoprogenitoras al lugar dañado y posteriormente dirigir controladamente su diferenciación a células de la estirpe osteogénica. A lo largo de este proceso, otro conjunto de factores regulará el equilibrio dinámico entre estimulación e inhibición de la proliferación celular así como de la angiogénesis y de la formación de la matriz extracelular.

Puede afirmarse por lo tanto que la restauración funcional de un tejido depende de un conjunto de estadíos regulados por un gran número de mediadores biológicos que se presentan y actúan de forma espacio-temporal. Es precisamente esta disposición espacial y temporal de los factores de crecimiento la responsable final del desarrollo correcto de un tejido y es por ello, por lo que su determinación detallada ha suscitado a lo largo de las últimas décadas tanto interés por parte de la comunidad científica.

El estudio pormenorizado de los procesos de reparación tisular ha permitido descubrir la importancia y el papel fundamental que juegan las plaquetas en este contexto. De forma general, las plaquetas son reservorios fisiológicos de factores de crecimiento y proteínas, esto es, unidades funcionales potencialmente interesantes por su gran contenido en mediadores biológicos.

Ahora bien, se ha de ser muy cauto a la hora de entender y valorar el potencial terapéutico de las plaquetas, ya que éste solo será realmente eficaz y seguro en la medida en que logremos expresarlo espacio-temporalmente siempre mimetizando las necesidades del área tisular dañada. Por ejemplo, una incorrecta activación plaquetaria o una dosis deficitaria o excesiva de factores liberados puede resultar totalmente ineficaz o incluso contraproducente para nuestros objetivos terapéuticos finales.

PRGF: formulación terapéutica de las plaquetas

La tecnología del PRGF, se basa en el estudio pormenorizado, uso, formulación y activación de un preparado autólogo rico en plaquetas caracterizado entre otras propiedades por su biocompatibilidad y fácil obtención. El estudio detallado de las propiedades intrínsecas de las plaquetas, junto con un protocolo optimizado para su concentración, activación y cinética de liberación, ha permitido el desarrollo de una tecnología de enorme versatilidad y potencial terapéutico. Tal y como puede apreciarse en la imagen la tecnología del PRGF permite generar diferentes formulaciones a partir de la sangre del paciente lo que aumenta las posibilidades terapéuticas (Figura 1).

El PRGF permite formular, combinar y liberar de forma local un gran número de factores de crecimiento tales como PDGF (factor de crecimiento derivado de plaquetas), TGF-BETA (factor de crecimiento transformante beta), VEGF (factor de crecimiento del endotelio vascular), IGF (factor de crecimiento insulínico), HGF (factor de crecimiento hepatocítico), PF-4 (factor plaquetario-4), trombospondina, etc, y proteínas con actividad biológica (fibronectina, vitronectina, etc).

Aunque el rol exacto de cada uno de estos mediadores biológicos está tan solo parcialmente dilucidado, el potencial terapéutico de alguno de ellos ya ha sido ampliamente demostrado. Cabe destacar por ejemplo la potente acción mitogénica del PDGF sobre células del tejido conectivo, los diferentes efectos ejercidos por TGF-BETA sobre células osteo-progenitoras, o la potente acción angiogénica desarrollada por el VEGF.

Un aspecto a destacar es que tras la activación del preparado biológico se genera en pocos minutos una red de fibrina que mantiene el espacio regenerativo y que sirve además como matriz para las células progenitoras, lo que favorece el uso del PRGF en el desarrollo de estrategias terapéuticas de “tissue engineering” (ingeniería de tejidos).

En el intento de mejorar las propiedades intrínsecas del PRGF frente a otros productos plaquetarios existentes, se ha estudiado minuciosamente el protocolo de activación de las plaquetas de forma que se asegure su reproducibilidad y bioseguridad. Como consecuencia, en la activación del PRGF no se emplea trombina bovina sino cloruro cálcico lo que permite una cesión mas controlada de los mediadores biológicos. Por otra parte, la concentración de plaquetas se ha ajustado a un nivel biológico óptimo gracias al cual se optimiza el efecto biológico reduciendo posibles efectos indeseables

En tercer lugar y no por ello menos importante es resaltar la ausencia de células de la serie blanca (leucocitos) en el PRGF. Este hecho evita la presencia y expresión de proteasas e hidrolasas ácidas contenidas en las células de la serie blanca y sobretodo facilita la estandarización del producto al reducir las diferencias inter e intra-individuales.

Además de los efectos mitógenicos, diferenciadores y angiogénicos del PRGF discutidos previamente, no podemos olvidar que las plaquetas presentan efectos antibacterianos contra Staphylococcus aureus y Escherichia coli e incluso anti-inflamatorios mediados por el bloqueo de la proteína MCP-1 secretada por los monocitos y la generación de lipoxina A4. Estos efectos adicionales son previsiblemente los responsables de que los pacientes que reciben alguno de los productos derivados de la tecnología PRGF presenten menores niveles de inflamación y expresen una menor sensación de dolor en su recuperación funcional.

Aplicaciones terapéuticas del prgf

Son numerosas las situaciones fisiopatológicas en las que la aplicación del PRGF estimula una más rápida cicatrización, regeneración o reparación tisular. Un campo de especial interés es la regeneración ósea, especialmente a nivel oral, ya que la pérdida ósea causada por enfermedad periodontal se ha convertido en un problema de salud pública. El uso del PRGF tanto individualmente como asociado a diferentes biomateriales acelera la formación de hueso en los defectos óseos y estimular la regeneración del tejido blando adyacente.

Asociado con esta idea, Biotechnological Institute ha llevado a cabo la sinergia de sus dos principales líneas de investigación (implantes dentales + tecnología del PRGF), dando lugar a implantes con superficie bioactivable que han representado un hito en el campo dental. Unido a las propiedades intrínsecas de los implantes dentales, la bioactivación implica humectar la superficie de titanio de los implantes con la formulación líquida de PRGF, de forma que la superficie quede impregnada de factores de crecimiento y proteínas con actividad biológica, lo que en conjunto mejora la oseintegración de los implantes, esto es, la interacción implante-hueso receptor, y por lo tanto la estabilidad y eficacia de los mismos.

De hecho, en dos trabajos recientes se pudo comprobar la elevada bioseguridad y predictibilidad de esta tecnología. En uno de estos estudios se determinó que la supervivencia global a 5 años de 532 implantes cortos BTI bioactivados era del 99.2% mientras que el segundo estudio en el que se analizó la supervivencia a 5 años de cerca de 6000 implantes BTI bioactivados reflejó idéntico nivel de éxito (Figura 2).

El tratamiento de úlceras crónicas es un ejemplo claro de las posibilidades terapéuticas y regeneradoras del PRGF. En un ensayo clínico reciente, se ha comprobado como la aplicación tópica de la matriz tridimensional de fibrina sobre la zona ulcerada permite en tan solo 8 semanas aumentar la superficie regenerada hasta un 73% frente al 22% del grupo control (Figura 3).

Otro campo en auge es el del tratamiento de lesiones ortopédicas con PRGF principalmente con el objeto de restaurar la función fisiológica al tiempo de evitar una mayor degeneración tisular. Entre las numerosas aproximaciones realizadas cabe destacar los prometedores resultados obtenidos en el tratamiento de lesiones tendinosas y musculares, en lesiones de ligamento cruzado anterior, en lesiones articulares y más recientemente en la mejora de la artrosis, en la que nuestro grupo de investigación está realizando un enorme esfuerzo. Otros campos de actuación igualmente destacables son la aplicación del PRGF en forma de colirio en el tratamiento del síndrome del ojo seco, o los prometedores resultados obtenidos tras la aplicación del preparado autólogo en la regeneración de nervios periféricos.

Conclusiones finales

La tecnología del PRGF representa un nuevo hito en la estimulación y regeneración de un gran número de tejidos. La versatilidad de esta tecnología asociada a su capacidad de interacción con múltiples biomateriales facilita su aplicación en un creciente número de situaciones patológicas. BM