grupo de investigación Biomateriales en Hueso y Articulaciones de la UAM
“Los pacientes son los beneficiarios finales y el camino es esperanzador aunque largo”
Doctor Enrique Gómez Barrena
Catedrático de Cirugía Ortopédica y Traumatología de la Universidad Autónoma de Madrid y jefe de la Unidad de Rodilla del Hospital La Paz
Los biomateriales son fundamentales en el tratamiento de muchos problemas osteoarticulares. ¿Existen alternativas hoy en día?
Los biomateriales tienen una larga historia en la cirugía reconstructiva del aparato locomotor y en otras áreas de la medicina. Desde las prótesis articulares a los materiales que guían y estimulan la regeneración ósea, los biomateriales hoy en día son de uso tan frecuente que no podemos prescindir de ellos. Mediante la investigación, se intenta que sean más adecuados a cada problema y a cada paciente. Para eso, la investigación está buscando alternativas como combinar células y biomateriales. La aplicación clínica es el último objetivo, a través de la investigación.
Pese a que hay tantas propuestas de nuevos biomateriales, se siguen utilizando muchos de los que llevan años en el mercado. ¿Por qué ocurre esto?
No hay razón para desechar biomateriales eficaces a menos que se obtengan ventajas con otros más novedosos. El único camino para aclarar las ventajas es la investigación. Y la investigación clínica, comparando la seguridad y eficacia de las novedades frente a las técnicas y materiales actualmente utilizados, aportará evidencia para adoptar la mejor solución para el paciente. Pero la investigación actual, y sobre todo la investigación clínica, es insuficiente. El paciente y el médico necesitan datos para seleccionar el mejor tratamiento. En cirugía ortopédica, esto incluye el biomaterial adecuado para cada caso, pero también su adecuada aplicación. Y hasta en las mejores circunstancias, la respuesta biológica que producen es otro aspecto que debe conocerse tanto de los biomateriales actuales como de los novedosos.
¿Cuáles son sus fortalezas en la investigación en biomateriales?
Al tratarse de un grupo clínico, la visión de la investigación aplicada es fundamental para nosotros. Identificar las necesidades del paciente y encontrar la mejor solución es parte de nuestro cometido médico, y a veces la mejor solución está por desarrollar. La visión clínica es nuestra primera fortaleza, pero no sería tal sin la colaboración de otros grupos de investigación que nos complementan. Hemos tenido la suerte de trabajar con grupos dedicados a la fabricación y perfeccionamiento de materiales, o bien especializados en respuesta celular, o en reacción de los tejidos, en nuestro país y a nivel europeo. Los consorcios en que hemos participado nos han permitido progresar en esa aplicación clínica por medio de ensayos, dirigiendo y coordinando trabajos con instituciones y hospitales de primera línea en Francia, Italia y Alemania. Esa es la segunda y mayor fortaleza, un entorno colaborativo potente y dedicado, necesario para la investigación actual, con vocación de mejorar tratamientos en problemas complejos. El desarrollo de la investigación en biomateriales se inicia con propuestas químicas, y sigue por la evaluación preclínica in vitro e in vivo, para saltar a los ensayos y aplicación clínica. Nos enorgullece haber pasado por muchas de estas etapas, lo que ha supuesto numerosas publicaciones científicas, algunas del más alto nivel con gran repercusión y citación, e incluso premios y reconocimientos. Nuestro proyecto ORTHOUNION fue premiado como una de las mejores ideas de 2017 en investigación según Diario Médico, y recientemente tuve el privilegio de recibir la medalla como miembro de honor de la Sociedad Francesa de Cirugía Ortopédica y Traumatología (SOFCOT) en el centenario de su constitución tras la Gran Guerra.
¿Qué valor añadido aporta la investigación en biomateriales a nuestro país?
La investigación en biomateriales ha sido apoyada desde diferentes Planes Nacionales de Investigación Científica y Técnica, y existe notable infraestructura de centros de investigación y tecnológicos con especial dedicación a esta área. Incluso algunos grupos han completado transferencias y han constituido startups para su explotación. El campo es muy competitivo y publicar no es suficiente. En nuestro país surgen ideas que a veces no se logran desarrollar. La transferencia exige validación preclínica y clínica, y estos son los campos en que más esfuerzo se necesita en el momento actual. Hay que ser conscientes del gran número de ideas que es necesario generar para que alguna demuestre ese perfil especial que la haga interesante para ocupar un espacio en la aplicación clínica. La investigación básica ha sido intensa, pero el valor añadido puede estar en la demostración de utilidad clínica, seleccionando y validando las mejores propuestas para un objetivo determinado. En nuestro país y pese al esfuerzo, faltan ensayos clínicos y promotores (sean empresas o centros hospitalarios) que lleven al paciente la investigación, y ahí está el valor añadido por aprovechar. Aun así, es destacable el esfuerzo y liderazgo que se está llevando a cabo en algunos campos y, por ejemplo, el número de ensayos de medicina regenerativa que se originan en España está entre los más altos de Europa.
¿Cuáles son sus perspectivas de cara al futuro?
El objetivo de la investigación clínica no es otro que validar ideas que puedan utilizarse para tratar pacientes. Las perspectivas de los ensayos en marcha, y de otros que se lancen, son consolidar autorizaciones de uso clínico. Los pacientes son los beneficiarios finales y el camino es esperanzador, pero siempre resulta demasiado largo cuando alguien espera una solución. También, cuando lanzamos un ensayo, pensamos que es la mejor idea disponible, pero a lo largo del desarrollo surgen otras posibilidades. Las perspectivas de futuro pasan por consolidar cada tratamiento que estamos evaluando (y, si fuera evidente su eficacia, llevarlo a la clínica), pero a la vez se abren nuevos caminos (células de placenta, liberación de factores de crecimiento y tantos otros). La investigación es inquietud constante por mejorar, aplicando el método científico. En ello estamos y, espero, estaremos.
Nuevos avances en la reconstrucción y regeneración de hueso y articulaciones
Los problemas médicos de los huesos y las articulaciones son muy frecuentes, y su repercusión social es importante. El grupo de investigación Biomateriales en Hueso y Articulaciones de la Universidad Autónoma de Madrid, que dirige el doctor Gómez Barrena, colabora con otros equipos internacionales en la búsqueda de nuevas soluciones.
Cada año se estima una incidencia en torno a 70 fracturas de hueso por cada mil habitantes, y las fracturas graves de las extremidades se sitúan en torno al 4‰. El aumento de lesiones traumáticas, sobre todo en edades juveniles y medias de la vida, produce una gran pérdida de días de trabajo y de actividad.
Una gran parte de la investigación actual en medicina clínica se enfoca a los resultados obtenidos con las técnicas disponibles. Pero también son necesarias nuevas ideas y tratamientos que permitan resolver o mejorar los problemas y casos complejos que no disponen de tratamiento eficaz o cuyo resultado es incierto. En el campo del hueso y las articulaciones, el objetivo del tratamiento frecuentemente consiste en obtener una estructura estable y mecánicamente competente, lo que puede permitir una mejor función del paciente.
En la Universidad Autónoma de Madrid (UAM) y el Hospital Universitario La Paz, la investigación en implantes, biomateriales y tratamientos punteros en Cirugía Ortopédica y Traumatología ha sido y sigue siendo una prioridad. En los ochenta, el profesor Luis Munuera sentó las bases de investigación de un activo grupo y el profesor Enrique Gómez Barrena, actual catedrático de la UAM, vinculado al Hospital La Paz, procura expandir esa llama de conocimiento.
Investigación continua
Numerosas investigaciones y desarrollos han conseguido mejoras concretas en las que ha participado el grupo de investigación Biomateriales en Hueso y Articulaciones, que dirige el doctor Gómez Barrena. En nuestro país, estudios epidemiológicos sobre más de un millón de prótesis implantadas y registradas en el Sistema Nacional de Salud confirman la evidencia del amplio uso de esta tecnología, que precisa de investigación continua para su mejor rendimiento. Que hoy se implanten piezas de polietileno mejorado, disminuyendo el riesgo de oxidación y fractura y aumentando su tiempo de funcionamiento útil, es uno de los ejemplos. Asimismo, la mejora actual de las técnicas quirúrgicas ha sido pareja a la de los materiales implantados, y se ha conseguido en muchos casos disminuir el dolor, los riesgos de sangrado y de transfusión, mejorar la movilidad y disminuir el tiempo de ingreso hospitalario.
Además de estos esfuerzos por mejorar los implantes y técnicas quirúrgicas, un campo en potente desarrollo es la investigación, primero experimental y luego clínica, sobre la aplicación de nuevos materiales y de materiales modificados para rellenar defectos óseos y regenerar el hueso. Anualmente, se publican en la literatura científica cientos de nuevos materiales y modificaciones de aquellos en uso, pero raramente llegan al paciente muchas de estas novedades.
Aplicación a pacientes
El camino hacia la aplicación clínica es largo, ya que los investigadores y fabricantes deben demostrar ante las agencias reguladoras, a nivel nacional y europeo, si un material fabricado reúne la calidad y la seguridad necesarias para los pacientes. También deben convencer a los cirujanos, que implantarán el producto, y a toda la sociedad de la eficacia de dicho material. Y la investigación es ardua, porque muchas de las nuevas propuestas no siempre aportan ventajas evidentes.
Nuestro país tiene un nivel muy destacable en este campo, y llama la atención el perfeccionamiento que se ha conseguido en algunos materiales. El grupo del doctor Gómez Barrena ha colaborado con algunos de los grupos más activos en España sobre biomateriales de sustitución ósea, muchos de ellos dirigidos por mujeres de primera fila mundial en el campo, como María Vallet, María Pau Ginebra, Nuria Vilaboa y Julia Buján. La preocupación constante por obtener materiales más refinados y mejor dirigidos a la función prevista ha permitido comunicar unos resultados científicos reconocidos internacionalmente.
Células madre para regenerar hueso
Las células formadoras de hueso provienen de un reservorio de células madre o células estromales mesenquimales (MSC en inglés) originalmente aisladas de la médula ósea, que suscitan gran interés por su uso, a veces indiscriminado. Son células capaces de proliferar y diferenciarse en varias líneas celulares, con lo que su papel en la reparación mediante regeneración ha atraído la atención de investigadores y clínicos. El grupo del doctor Gómez Barrena participó en un proyecto europeo del 7º Programa Marco (FP7-REBORNE) diseñado para desarrollar un tratamiento experimental mediante células mesenquimales autólogas, provenientes de médula ósea y expandidas, asociadas a un biomaterial de uso clínico. Las pruebas preclínicas mostraron eficacia para generar hueso en caso de defecto óseo, tras lo que se procedió a su ensayo en pacientes. En muchos casos, se consiguió curar al paciente al regenerar su hueso, aunque no siempre se controló completamente la enfermedad.
A la vista de los resultados, se obtuvo financiación de la Unión Europea en el programa Horizonte 2020 y se lanzó un ensayo aleatorizado para evaluar más de cien casos de pseudartrosis de huesos largos en España, Francia, Italia y Alemania, coordinado por el doctor Gómez Barrena. En este proyecto, ORTHOUNION (www.orthounion.eu), se compara la solución experimental con el tratamiento actualmente estándar. El proyecto ORTHOUNION ha recibido financiación del programa de innovación y desarrollo de la UE H2020 bajo G.A.733288 ([email protected]). En la actualidad se encuentra en fase de reclutamiento de pacientes y los casos tratados muestran resultados muy esperanzadores.
La investigación quirúrgica en biomateriales también está desarrollando otras líneas de aplicación. El Hospital La Paz-IdiPAZ ha lanzado una nueva plataforma de ingeniería tisular e impresión 3D (PITI3D) coordinada por el doctor R. Cantero y el ingeniero J.M. Baena, que apoya al grupo del doctor Gómez Barrena para buscar solución a casos complejos en patología osteoarticular. Afianzar indicaciones concretas de tratamiento requiere de tenaz investigación clínica, con el apoyo de unidades multidisciplinares que materialicen la tan discutida como necesaria transferencia del conocimiento a la sociedad.
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