El Síndrome del Intestino Corto: ¿Cómo pueden ayudar las células madre?

El Síndrome del Intestino Corto (SIC) constituye un grupo de afectaciones causadas por la incapacidad del intestino delgado para absorber suficiente agua, nutrientes y minerales para la salud y crecimiento normal del individuo. El SIC se debe a menudo a que la longitud del intestino delgado es la mitad (o menos) de un intestino delgado normal. El SIC se puede diagnosticar a través de exámenes físicos, análisis de sangre, rayos X y análisis de grasa en las heces, que indicaría si el cuerpo es capaz de digerir y absorber grasas.

El intestino delgado es importante para la absorción de la mayoría de los nutrientes y el agua que consumimos, pero hay muchas más cosas que suceden en el intestino y la mayoría de gente no sabe. Nuestro intestino participa en una relación simbiótica, creando una cámara de crecimiento ideal para que vivan bacterias. Las bacterias obtienen alimento, un ambiente protector y una temperatura ideal para su crecimiento . A cambio, esas bacterias ayudan a romper los alimentos en moléculas que nuestro intestino puede absorber o que mantienen el revestimiento del intestino saludable.

El intestino delgado también tiene muchos elementos complejos que le permiten empujar la comida y desechos y recolectar los nutrientes; un sistema nervioso, músculos, un sistema vascular (vasos sanguíneos) complejo, varios tipos de células especializadas y, quizás lo más importante, células madre. Estas ‘Células Madre de Tejido’ son esenciales para el mantenimiento y reparación del intestino y están constantemente generando células nuevas. Esto es particularmente importante para el revestimiento interno del intestino delgado (el epitelio), que posee muchas cavidades y prolongaciones, llamadas criptas y vellosidades o villi. Las vellosidades se localizan en el centro del intestino y aumentan enormemente la velocidad y capacidad de absorción de nutrientes.

Sin embargo, las células que forman las vellosidades están expuestas a condiciones muy duras, por lo que no viven mucho y necesitan un recambio constante.

Las células madre que residen en las criptas (cavidades) tienen que reemplazar TODAS las células de las vellosidades del intestino delgado cada 3 a 5 días! Estas y otras células madre también ayudan a reparar daños menores o moderados del intestino. Sin embargo, si el daño es mayor, las células madre puede que no sean capaces de arreglarlo. Esto puede llevar a fallo intestinal, que es un problema de salud muy grave y puede poner en peligro la vida. Para salvar la vida, los médicos pueden necesitar eliminar las regiones dañadas o muertas del individuo. Si dichas secciones son grandes, se puede generar SIC.

El SIC se suele tratar según sea en bebés o en adultos. La mayoría de los casos de adultos y bebés con SIC ocurren después de la eliminación quirúrgica de zonas dañadas del intestino delgado.

En Adultos, el SIC puede ocurrir cuando otro problema médico requiere la extirpación de la mitad o más del intestino delgado. Estos problemas médicos que pueden necesitar la eliminación de partes del intestino incluyen cáncer de intestino, coágulos sanguíneos, muerte de las neuronas que controlan el intestino, daño físico (como una herida grave en el abdomen) o casos graves de enfermedad de Crohn.

En bebés, problemas en el desarrollo pueden haber provocado que parte del intestino delgado esté seriamente dañado o que comience a morir. Un ejemplo específico de este caso es la enterocolitis necrosante, donde los músculos y nervios del bebé han muerto generando un intestino no funcional. La extirpación quirúrgica de estas regiones pueden acortar significativamente el intestino delgado y llevar al desarrollo del SIC. Alternativamente, algunos bebés con SIC han nacido sin grandes regiones del intestino delgado, pero esto es menos frecuente.

La mayoría de los tratamientos para el SIC (tanto en bebés como en adultos) empiezan por el suministro de nutrientes y agua directamente de forma intravenosa (nutrición parenteral). Esto le proporciona al intestino tiempo para recuperarse de cualquier tratamiento quirúrgico y así adaptarse a su acortamiento. Sin embargo, incluso si el intestino consigue adaptarse y se para la nutrición parenteral, normalmente se requieren permanentemente dietas especiales y suplementos dietéticos.

Los tratamientos pueden incluir el uso de medicamentos (como antidiarreicos) para enlentecer el proceso digestivo y alargar el tiempo para la absorción de nutrientes. También se suelen prescribir hormonas para promover el crecimiento y adaptación de las células del intestino. En casos graves, se realizan trasplantes de intestino delgado. Los trasplantes son complicados porque el intestino normalmente posee bacterias, que pueden llevar a infecciones. Además, los donantes de intestino son limitados. Es importante mencionar que existen distintas regiones en el intestino delgado, cada una con una importancia diferente. Normalmente, los trasplantes solo se hacen si se han eliminado regiones críticas del intestino delgado y necesitan ser reemplazadas.

Desde medicamentos a métodos quirúrgicos y células madre, al crecimiento de intestino sintético en un laboratorio, se están explorando todos los aspectos y métodos para tratar el SIC. Muchos investigadores, como el Dr Simon Eaton que estudia bioquímica y metabolismo abdominal en la Universidad College de Londres (UCL), se centran en entender cómo las células del intestino cambian debido a la enfermedad y los tratamientos quirúrgicos, lo cual es el primer paso importante para atajar cómo tratar enfermedades y complicaciones como el SIC. El objetivo de algunos investigadores es prevenir el SIC, mediante el desarrollo de tratamientos (incluyendo tratamientos con células madre) para las enfermedades intestinales, antes de que sea necesario eliminar partes del intestino.

También los médicos están estudiando qué estrategias quirúrgicas pueden minimizar las consecuencias de eliminar partes del intestino delgado. Se están desarrollando métodos quirúrgicos para tratar el SIC, como la introducción de válvulas en el intestino delgado para enlentecer el paso del alimento. Los métodos para tratar el SIC incluyen investigaciones de medicamentos y hormonas como el Teduglutide, que promueve que las células del intestino absorban más agua y nutrientes.

Algunos grupos de investigación están centrados en la bioingeniería del intestino delgado, que es el proceso de la construcción artificial o el crecimiento de partes del intestino delgado para su trasplante. Un ejemplo de grupos trabajando para conseguir segmentos de intestino delgado por bioingeniería es el programa colaborativo de investigación Intestinal Tissue ENgineering Solution (INTENS) (más acerca de esto abajo). Sin embargo, faltan todavía muchos años para que tecnologías tan avanzadas como esta puedan usarse como tratamiento. Lleva años que las investigaciones se traduzcan en tratamientos médicos, pasen los ensayos clínicos y sean aprobados como sanos y efectivos para el uso médico.

Si le gustaría saber más acerca de las últimas noticias de tratamientos del SIC, puede encontrar muchos de los tratamientos que están siendo probados en ensayos clínicos en clinicaltrials.gov. (En inglés)

Muchas de las áreas de investigación acerca de los tratamientos del SIC están activamente interesadas en las células madre. Las células madre ofrecen oportunidades para reparar, curar y regenerar partes del intestino delgado, pero su uso requiere años de investigación para entender su funcionamiento básico y cómo podrían ayudar a tratar las enfermedades. Aquí mostramos algunas de las formas como se están usando las células madre.

Una de las áreas de investigación con células madre estudia el tratamiento de los problemas médicos del intestino delgado antes de que sea necesaria una extirpación quirúrgica de las partes dañadas. Por ejemplo, el laboratorio de Nikhil Thapar en UCL está investigando de qué forma se pueden usar las células madre para reconstruir parte del sistema nervioso del intestino, lo que podría tratar a pacientes que sufren “neuropatía entérica” (fallo del sistema nervioso abdominal, a veces también llamado “pseudo-obstrucción Intestinal”). Los tratamientos que regeneran el sistema nervioso intestinal ayudarían enormemente a prevenir las cirugías que conducen a SIC.

Los investigadores también están utilizando células madre para crecer ‘organoides’ de intestino delgado (que significa, parecido al órgano). Estos pequeños grupos de células se organizan en capas que se pliegan e imitan la estructura y función del revestimiento interno del intestino delgado (el epitelio). Los organoides pueden ser un método más barato y rápido para estudiar cómo funciona el intestino, crece, se recupera de los daños y renueva sus células. También podrían ser útiles para estudiar enfermedades, medicamentos y nuevos tratamientos médicos en los laboratorios antes de probarlos en animales o personas.

En los casos en los que la extirpación quirúrgica del intestino delgado sea inevitable, el trasplante de células madre podría ayudar a reparar el intestino tras la cirugía y regenerar parte de las células y el tejido que se ha perdido. Alternativamente, los investigadores que forman parte de la colaboración internacional INTENS project están estudiando cómo las células madre podrían utilizarse para generar partes nuevas del intestino sobre anclajes biológicos que puedan ser trasplantados. Este es un proyecto muy ambicioso ya que el intestino posee tipos muy diferentes de células que hace que el órgano funcione. Sin embargo, los investigadores están avanzando.

Uno de los problemas más complejos en la construcción de tejido intestinal en el laboratorio es conseguir que las células madre adquieran la forma intestinal adecuada. Los resultados en el laboratorio de Pablo Coppi en UCL, han mostrado que el uso de proteínas como anclaje, obtenidas de tejido donante mediante la eliminación de todas las células originales, supone una buena estructura inicial para que las células madre se adhieran y crezcan. Otros aspectos de la bioingeniería de intestino, como generar los músculos y el sistema nervioso abdominal, están todavía en proceso y tardarán aún varios años hasta que se desarrollen como opciones de tratamientos seguros y fiables, pero al final los resultados pueden merecer dicho trabajo. El uso de células madre de la propia persona para generar un intestino por bioingeniería podría reducir enormemente las probabilidades de rechazo del trasplante y evitar la búsqueda de donantes compatibles.

The US National Institute of Health is a world-renown resource for information on many different types of diseases and disabilities. This is their page on SBS.

MedScape is an good source for general information on SBS as well as many other medical issues.

The INTENS website describes a on-going bioengineering research project focused on developing artificial / laboratory-grown intestines to treat SBS. This large project has many collaborating partners from academic research to clinical hospitals to industry.

Patient.info is a website that gives a wealth of information on many subjects including SBS.

NORD - The National Organization for Rare Disorders includes a page on short bowel syndrome, which is informative and gives other references.

NICE - Drugs and treatment guidelines for SBS

Journal Article Publications:

(note that some of these publications may not be available to view without a subscription)

• Amin Pappas, Iyengar & Maheshwari. Short Bowel Syndrome in the Nicu. Clinics in Perinatology. (2013) 40(1):53-68. doi:10.1016/j.clp.2012.12.003
• Cohran, Prozialeck & Cole. Redefining short bowel syndrome in the 21st century. Pediatric Research (2017) 81:540–549 doi:10.1038/pr.2016.265
• Höllwarth. Surgical strategies in short bowel syndrome. Pediatric Surgery International. (2017) 33:413– 419 doi:10.1007/s00383-016-4043-6
• Kim & Keam. Teduglutide: A Review in Short Bowel Syndrome. Drugs (2017) 77:345–352 doi:10.1007/s40265-017-0703-7
• Rouch & Dunn. New Insights and Interventions for Short Bowel Syndrome. Current Pediatric Reports (2017) 5:1–5 doi:10.1007/s40124-017-0119-6

Esta hoja informativa fue creada por Ryan Lewis en Junio 2017 y revisada por Nikhil Thapar, University College of London.

Imágenes y vídeos

Créditos de las imágenes: Células epiteliales del intestino (en la imagen principal y ‘¿Sabías?’ respectivamente, Dr Luke Boulter y Dr Tom Bird MRC Centre for Regenerative Medicine, University of Edinburgh  (los derechos de autor recaen en el/los colaborador/es a menos que se diga lo contrario).

Créditos de los vídeos: Grabación y producción, Ryan Lewis Scidelight. Esta película es resultado de la colaboración entre el consorcio para la investigación con células madre INTENS y EuroStemCell. Ambos proyectos reciben financiación del programa de investigación e innovación del European Union´s Horizon 2020, con números de acuerdo de proyecto 668294 y 652796. Nos gustaría agradecer a los científicos del INTENS que han contribuído a esta película.