Can we regenerate heart muscle with stem cells? | Chuck Murry

Traductor: María Julia Galles Revisor: Paula Motter

I'd like to tell you about a patient named Donna.

Me gustaría hablarles de una paciente llamada Donna.

In this photograph, Donna was in her mid-70s,

En esta fotografía, Donna tenía más de 70 años.

a vigorous, healthy woman,

Era una mujer vigorosa, saludable, la matriarca de un gran clan.

the matriarch of a large clan.

She had a family history of heart disease, however,

Pero tenía una historia familiar de enfermedad coronaria,

and one day, she had the sudden onset of crushing chest pain.

y un día sintió un repentino y agudo dolor de pecho.

Now unfortunately, rather than seeking medical attention,

Pero lamentablemente, en vez de buscar asistencia médica,

Donna took to her bed for about 12 hours until the pain passed.

guardó cama durante 12 horas hasta que se le pasó el dolor.

The next time she went to see her physician,

Cuando fue a ver al médico la vez siguiente,

he performed an electrocardiogram,

se hizo un electrocardiograma

and this showed that she'd had a large heart attack,

que mostró que Donna había tenido un infarto importante,

or a "myocardial infarction" in medical parlance.

o un "infarto de miocardio" en lenguaje médico.

After this heart attack, Donna was never quite the same.

Después de ese ataque al corazón, Donna ya no fue la misma.

Her energy levels progressively waned,

Su nivel de energía se fue disipando progresivamente,

she couldn't do a lot of the physical activities she'd previously enjoyed.

no podía hacer muchas de las actividades físicas que previamente disfrutaba.

It got to the point where she couldn't keep up with her grandkids,

Llegó al punto en que no podía seguir el ritmo a sus nietos,

e incluso le resultaba mucho trabajo ir hasta la entrada

and it was even too much work to go out to the end of the driveway

a buscar el correo.

to pick up the mail.

One day, her granddaughter came by to walk the dog,

Un día su nieta la visitó para pasear al perro

and she found her grandmother dead in the chair.

y encontró a su abuela muerta en la silla.

Doctors said it was a cardiac arrhythmia that was secondary to heart failure.

Los médicos dijeron que había sido una arritmia cardíaca

secundaria a la insuficiencia cardíaca.

But the last thing that I should tell you

Pero lo último que les diré

is that Donna was not just an ordinary patient.

es que Donna no era una paciente cualquiera.

Donna was my mother.

Donna era mi madre.

Stories like ours are, unfortunately, far too common.

Desafortunadamente, historias como estas son muy comunes.

Heart disease is the number one killer in the entire world.

Las enfermedades cardíacas son la principal causa de muerte en el mundo.

In the United States,

En EE. UU. es la razón más común de ingreso en los hospitales,

it's the most common reason patients are admitted to the hospital,

y es nuestro gasto de salud número uno.

and it's our number one health care expense.

Gastamos más de USD 100 mil millones, así como lo escuchan,

We spend over a 100 billion dollars -- billion with a "B" --

in this country every year

en este país cada año para tratar las enfermedades cardíacas.

on the treatment of heart disease.

Just for reference, that's more than twice the annual budget

Como referencia, es más del doble del presupuesto anual

of the state of Washington.

del estado de Washington.

What makes this disease so deadly?

¿Qué hace que esta enfermedad sea tan mortal?

Well, it all starts with the fact that the heart is the least regenerative organ

Empieza con el hecho de que el corazón es el órgano que menos se regenera

in the human body.

en el cuerpo humano.

Now, a heart attack happens when a blood clot forms in a coronary artery

Un infarto ocurre cuando se forma un coágulo de sangre

en una arteria coronaria que lleva sangre a la pared del corazón.

that feeds blood to the wall of the heart.

This plugs the blood flow,

Esto interrumpe el flujo sanguíneo

and the heart muscle is very metabolically active,

y, como el músculo cardíaco es muy activo metabólicamente,

and so it dies very quickly,

muere muy rápido,

within just a few hours of having its blood flow interrupted.

al cabo de unas pocas horas de producida la interrupción del flujo sanguíneo.

Since the heart can't grow back new muscle,

Como el corazón no puede regenerar músculo,

it heals by scar formation.

se cura formando una cicatriz.

This leaves the patient with a deficit

Esto debilita el músculo cardíaco del paciente

in the amount of heart muscle that they have.

And in too many people, their illness progresses to the point

y, en muchas personas, la enfermedad progresa hasta el punto

where the heart can no longer keep up with the body's demand for blood flow.

en que el corazón ya no puede mantener la demanda de flujo sanguíneo del cuerpo.

This imbalance between supply and demand is the crux of heart failure.

Este desequilibrio entre oferta y demanda es la esencia de los fallos cardíacos.

So when I talk to people about this problem,

Y cuando le hablo a la gente de este problema,

I often get a shrug and a statement to the effect of,

muchas veces se encogen de hombros y me dicen cosas como:

"Well, you know, Chuck, we've got to die of something."

"Bueno, ya sabes, Chuck, de algo hay que morir".

(Laughter)

(Risas)

And yeah, but what this also tells me

Y, sí, pero esto también me dice

is that we've resigned ourselves to this as the status quo because we have to.

que nos hemos resignado a esto como algo establecido porque así debe ser.

Or do we?

¿Pero es realmente así?

I think there's a better way,

Creo que hay un modo mejor,

and this better way involves the use of stem cells as medicines.

y me refiero al uso de las células madre como medicina.

So what, exactly, are stem cells?

Ahora bien, ¿qué son exactamente las células madre?

If you look at them under the microscope, there's not much going on.

Si las observan bajo el microscopio, no hay mucho que ver.

Simplemente son unas celulitas redondas.

They're just simple little round cells.

But that belies two remarkable attributes.

Pero esconden dos atributos notables.

The first is they can divide like crazy.

El primero es que se pueden dividir como locas.

So I can take a single cell, and in a month's time,

Así que puedo tomar una única célula,

y en un mes generar miles de millones de células a partir de esa sola.

I can grow this up to billions of cells.

The second is they can differentiate or become more specialized,

El segundo es que se pueden diferenciar o volverse más especializadas,

so these simple little round cells can turn into skin, can turn into brain,

de modo que estas células simples se pueden transformar

en piel, en cerebro, en riñón, etc.

can turn into kidney and so forth.

Now, some tissues in our bodies are chock-full of stem cells.

Algunos tejidos de nuestro cuerpo están repletos de células madre.

Our bone marrow, for example, cranks out billions of blood cells every day.

La médula ósea produce miles de millones de células sanguíneas por día.

Other tissues like the heart are quite stable,

Otros tejidos, como el corazón, son bastante estables

and as far as we can tell, the heart lacks stem cells entirely.

y, hasta donde sabemos, el corazón carece de células madre.

So for the heart, we're going to have to bring stem cells in from the outside,

Así que, para el corazón, debemos traer células madre de otro lado,

and for this, we turn to the most potent stem cell type,

y para esto convertimos al tipo más potente de célula madre:

the pluripotent stem cell.

la célula madre pluripotente.

Pluripotent stem cells are so named

Estas células reciben ese nombre porque pueden convertirse

because they can turn into any of the 240-some cell types

en cualquiera de los 240 tipos de células que forman el cuerpo humano.

that make up the human body.

So this is my big idea:

Así que esta es mi gran idea:

I want to take human pluripotent stem cells,

quiero tomar células madre pluripotentes,

grow them up in large numbers,

multiplicarlas en grandes cantidades,

differentiate them into cardiac muscle cells

seleccionar las células musculares cardíacas,

and then take them out of the dish

luego sacarlas de la placa

and transplant them into the hearts of patients who have had heart attacks.

y trasplantarlas en el corazón de pacientes que han tenido infartos.

I think this is going to reseed the wall with new muscle tissue,

Pienso que esto repoblará las paredes con nuevo tejido muscular

and this will restore contractile function to the heart.

y de este modo restablecerá la función contráctil del corazón.

(Applause)

(Aplausos)

Now, before you applaud too much, this was my idea 20 years ago.

Antes de que aplaudan demasiado, esta fue mi idea hace 20 años.

(Laughter)

(Risas)

And I was young, I was full of it, and I thought,

Yo era joven, estaba lleno de entusiasmo, y pensaba:

five years in the lab, and we'll crank this out,

"Cinco años en el laboratorio y lo lograremos,

and we'll have this into the clinic.

y lo llevaremos a la práctica clínica".

Let me tell you what really happened.

Les diré lo que pasó realmente.

(Laughter)

(Risas)

We began with the quest to turn these pluripotent stem cells into heart muscle.

Empezamos a convertir estas células madre pluripotentes en músculo cardíaco.

And our first experiments worked, sort of.

Al principio, los experimentos funcionaron hasta cierto punto.

We got these little clumps of beating human heart muscle in the dish,

Obtuvimos unos grupitos de músculo cardíaco humano que latían en la placa,

and that was cool, because it said, in principle,

y fue genial porque, como dije, en principio, esto debía poder hacerse.

this should be able to be done.

But when we got around to doing the cell counts,

Pero cuando contamos las células

we found that only one out of 1,000 of our stem cells

vimos que solo una de cada 1000 células madre

were actually turning into heart muscle.

se transformaba en músculo cardíaco.

The rest was just a gemisch of brain and skin and cartilage

El resto solo era una mezcla de cerebro, piel, cartílago

and intestine.

e intestino.

So how do you coax a cell that can become anything

¿Y cómo hacer que una célula que se puede convertir en cualquier cosa

into becoming just a heart muscle cell?

se transforme específicamente en una célula de músculo cardíaco?

Well, for this we turned to the world of embryology.

Para lograrlo, recurrimos al mundo de la embriología.

For over a century, the embryologists had been pondering

Durante más de un siglo los embriólogos se cuestionaron

the mysteries of heart development.

los misterios del desarrollo del corazón.

And they had given us what was essentially a Google Map

Y nos han dado los que es como un mapa de Google,

for how to go from a single fertilized egg

de cómo ir desde un óvulo fertilizado

all the way over to a human cardiovascular system.

hasta un sistema cardiovascular humano.

So we shamelessly absconded all of this information

Así que nos apropiamos descaradamente de toda esta información

and tried to make human cardiovascular development happen in a dish.

e intentamos que el desarrollo cardiovascular ocurriera en una placa.

It took us about five years, but nowadays,

Nos tomó cinco años pero, hoy en día,

we can get 90 percent of our stem cells to turn into cardiac muscle --

podemos convertir el 90 % de nuestras células madre en músculo cardíaco,

a 900-fold improvement.

una mejora 900 veces mayor.

So this was quite exciting.

Y esto fue muy emocionante.

This slide shows you our current cellular product.

Esta imagen les muestra nuestro producto celular actual.

We grow our heart muscle cells in little three-dimensional clumps

Generamos nuestras células en pequeños grupos tridimensionales

called cardiac organoids.

llamados "organoides cardíacos".

Each of them has 500 to 1,000 heart muscle cells in it.

Cada uno contiene entre 500 y 1000 células de músculo cardíaco.

If you look closely, you can see these little organoids are actually twitching;

Si observan bien, verán que estos pequeños organoides se mueven,

each one is beating independently.

y cada uno late de modo independiente.

But they've got another trick up their sleeve.

Pero tienen otro truco bajo la manga.

We took a gene from jellyfish that live in the Pacific Northwest,

Tomamos el gen de una medusa que vive en el Pacífico Noroeste

and we used a technique called genome editing

y usamos una técnica llamada "edición del genoma"

to splice this gene into the stem cells.

para unir este gen a las células madre.

And this makes our heart muscle cells flash green every time they beat.

Esto hace que las células cardíacas emitan un destello verde cada vez que laten.

OK, so now we were finally ready to begin animal experiments.

Bien, ya estábamos listos para empezar con los experimentos en animales.

We took our cardiac muscle cells

Tomamos nuestras células de músculo cardíaco

and we transplanted them into the hearts of rats

y las trasplantamos en el corazón de ratas sujetas a infartos experimentales.

that had been given experimental heart attacks.

A month later, I peered anxiously down through my microscope

Luego de un mes, observé ansioso a través del microscopio

to see what we had grown,

para ver lo que habíamos creado,

and I saw ...

y vi...

nothing.

nada.

Everything had died.

Todo había muerto.

But we persevered on this, and we came up with a biochemical cocktail

Pero perseveramos e inventamos un cóctel bioquímico

that we called our "pro-survival cocktail,"

que llamamos "cóctel de prosupervivencia",

and this was enough to allow our cells to survive

que fue suficiente para que las células sobrevivieran

through the stressful process of transplantation.

en el proceso estresante de trasplante.

And now when I looked through the microscope,

Y luego, cuando miré por el microscopio,

I could see this fresh, young, human heart muscle

vi un músculo de corazón humano fresco y joven

growing back in the injured wall of this rat's heart.

que crecía nuevamente en la pared lesionada del corazón de la rata.

So this was getting quite exciting.

Y esto se volvía muy emocionante.

The next question was:

La siguiente pregunta fue:

Will this new muscle beat in synchrony with the rest of the heart?

Este nuevo músculo, ¿latirá en sincronía con el resto del corazón?

So to answer that,

Para responder esto

we returned to the cells that had that jellyfish gene in them.

volvimos a las células que contenían el gen de medusa.

We used these cells essentially like a space probe

Esencialmente, usamos estas células como una sonda espacial

that we could launch into a foreign environment

que enviaríamos a un entorno extraño

and then have that flashing report back to us

y nos informaría con destellos de luz sobre su actividad biológica.

about their biological activity.

What you're seeing here is a zoomed-in view,

Lo que ven aquí es una imagen aumentada en blanco y negro

a black-and-white image of a guinea pig's heart

del corazón de un cobayo que fue dañado

that was injured and then received three grafts of our human cardiac muscle.

y luego recibió tres injertos de músculo cardíaco humano.

Cada una de esas líneas blancas en diagonal

So you see those sort of diagonally running white lines.

Each of those is a needle track

es una vía de aguja

that contains a couple of million human cardiac muscle cells in it.

que contiene un par de millones de células cardíacas humanas.

And when I start the video, you can see what we saw

Y cuando empiece el video verán lo que vimos nosotros

when we looked through the microscope.

en el microscopio.

Nuestras células lanzan destellos,

Our cells are flashing,

and they're flashing in synchrony,

y lo hacen en sincronía

back through the walls of the injured heart.

a través de las paredes del corazón lesionado.

What does this mean?

¿Qué significa esto?

It means the cells are alive,

Que las células están vivas,

they're well, they're beating,

están bien, laten,

and they've managed to connect with one another

y lograron conectarse entre sí de modo que laten en sincronía.

so that they're beating in synchrony.

But it gets even more interesting than this.

Pero es aún más interesante.

If you look at that tracing that's along the bottom,

Si miran esos trazos en la parte de abajo,

that's the electrocardiogram from the guinea pig's own heart.

ese es el electrocardiograma del corazón del cobayo.

And if you line up the flashing with the heartbeat

Y si alinean los destellos con los latidos que aparecen abajo,

that's shown on the bottom,

what you can see is there's a perfect one-to-one correspondence.

verán una correspondencia perfecta de uno a uno.

In other words, the guinea pig's natural pacemaker is calling the shots,

Es decir, el marcapasos natural del cobayo da las órdenes,

and the human heart muscle cells are following in lockstep

y las células cardíacas humanas las siguen al unísono

like good soldiers.

como buenos soldados.

(Applause)

(Aplausos)

Nuestros estudios se han desplazado hacia lo que, en mi opinión,

Our current studies have moved into what I think is going to be

the best possible predictor of a human patient,

será el mejor indicador para los pacientes humanos:

and that's into macaque monkeys.

los monos macacos.

This next slide shows you a microscopic image

La siguiente foto muestra una imagen microscópica

from the heart of a macaque that was given an experimental heart attack

del corazón de un macaco que fue sometido a un ataque cardíaco experimental

and then treated with a saline injection.

y luego fue tratado con una inyección salina.

This is essentially like a placebo treatment

Es como un tratamiento con placebo

to show the natural history of the disease.

para mostrar el curso natural de la enfermedad.

The macaque heart muscle is shown in red,

El músculo cardíaco del macaco está en rojo,

and in blue, you see the scar tissue that results from the heart attack.

y lo que está en azul es el tejido cicatrizado que resultó del infarto.

So as you look as this, you can see how there's a big deficiency in the muscle

Como pueden ver, hay una gran deficiencia en el músculo

in part of the wall of the heart.

en una parte de la pared del corazón.

And it's not hard to imagine how this heart would have a tough time

Y no es difícil imaginar el trabajo que será para este corazón

generating much force.

generar suficiente fuerza.

Now in contrast, this is one of the stem-cell-treated hearts.

En cambio, este es uno de los corazones tratados con células madre.

Again, you can see the monkey's heart muscle in red,

Nuevamente, pueden ver el músculo cardíaco del mono en rojo,

but it's very hard to even see the blue scar tissue,

pero es muy difícil ver el tejido cicatrizado en azul,

and that's because we've been able to repopulate it

y eso es porque pudimos repoblarlo con el músculo cardíaco humano,

with the human heart muscle,

and so we've got this nice, plump wall.

y se formó esta bella pared rellenita.

OK, let's just take a second and recap.

Bien, tomemos un momento para recapitular.

I've showed you that we can take our stem cells

Les mostré que podemos tomar las células madre

and differentiate them into cardiac muscle.

y transformarlas en músculo cardíaco.

We've learned how to keep them alive after transplantation,

Aprendimos a mantenerlas vivas después del trasplante,

we've showed that they beat in synchrony with the rest of the heart,

mostramos que laten en sincronía con el resto del corazón,

and we've shown that we can scale them up

y que las podemos agrandar a escala

into an animal that is the best possible predictor of a human's response.

para un animal que es el mejor indicador posible de respuesta en humanos.

You'd think that we hit all the roadblocks that lay in our path, right?

Pensarán que superamos todos los obstáculos en nuestro camino, ¿no?

Turns out, not.

Resulta que no.

These macaque studies also taught us

Estos estudios en macacos también nos enseñaron

that our human heart muscle cells created a period of electrical instability.

que las células cardíacas humanas creaban un período de inestabilidad eléctrica.

They caused ventricular arrhythmias, or irregular heartbeats,

Causaron arritmias ventriculares o latidos del corazón irregulares

for several weeks after we transplanted them.

durante varias semanas después de trasplantadas.

This was quite unexpected, because we hadn't seen this in smaller animals.

Esto fue inesperado, porque no lo vimos en animales más pequeños.

We've studied it extensively,

Lo estudiamos detalladamente

and it turns out that it results from the fact that our cellular graphs

y comprobamos que ocurre porque nuestros injertos celulares

are quite immature,

son bastante inmaduros,

and immature heart muscle cells all act like pacemakers.

y todas las células cardíacas inmaduras actúan como marcapasos.

So what happens is, we put them into the heart,

Y ocurre que, cuando las ponemos en el corazón,

and there starts to be a competition with the heart's natural pacemaker

empiezan a competir con el marcapasos natural del corazón

over who gets to call the shots.

para ver quién da las órdenes.

It would be sort of like

Sería como traer a toda una pandilla de adolescentes a su casa ordenada

if you brought a whole gaggle of teenagers into your orderly household all at once,

and they don't want to follow the rules and the rhythms of the way you run things,

y no quieren obedecer sus reglas ni su ritmo para hacer las cosas,

and it takes a while to rein everybody in

y les lleva un tiempo refrenar a todos

and get people working in a coordinated fashion.

y hacer que funcionen de un modo coordinado.

So our plans at the moment

Así que nuestros planes

are to make the cells go through this troubled adolescence period

son que las células pasen por este período adolescente problemático

while they're still in the dish,

mientras todavía están en la placa

and then we'll transplant them in in the post-adolescent phase,

y luego trasplantarlas durante la fase posadolescente

where they should be much more orderly

cuando deberían ser disciplinadas y estar listas para obedecer las órdenes.

and be ready to listen to their marching orders.

In the meantime, it turns out we can actually do quite well

Mientras tanto, nos va bastante bien

by treating with anti-arrhythmia drugs as well.

tratándolas con medicamentos contra la arritmia también.

So one big question still remains,

Pero aún queda una pregunta importante

and that is, of course, the whole purpose that we set out to do this:

que es, por supuesto, el propósito para el que empezamos a hacer esto:

Can we actually restore function to the injured heart?

¿podemos recuperar la función del corazón lesionado?

To answer this question,

Para responder a esto

we went to something that's called "left ventricular ejection fraction."

fuimos a algo llamado "fracción de eyección ventricular izquierda".

Ejection fraction is simply the amount of blood

La fracción de eyección es la cantidad de sangre

that is squeezed out of the chamber of the heart

que sale de la cámara del corazón con cada latido.

with each beat.

Now, in healthy macaques, like in healthy people,

En los macacos sanos, así como en las personas sanas,

ejection fractions are about 65 percent.

las fracciones de eyección rondan el 65 %.

After a heart attack, ejection fraction drops down to about 40 percent,

Luego de un infarto, la fracción de eyección se reduce hasta un 40 %,

so these animals are well on their way to heart failure.

por lo que estos animales van hacia un fallo cardíaco.

In the animals that receive a placebo injection,

En los que reciben una inyección con placebo,

la imagen que se ve al cabo de un mes

when we scan them a month later,

we see that ejection fraction is unchanged,

muestra que la fracción de eyección no ha cambiado,

because the heart, of course, doesn't spontaneously recover.

porque el corazón, por supuesto, no se recupera espontáneamente.

But in every one of the animals that received a graft

Pero en los animales que recibieron un injerto

of human cardiac muscle cells,

de células cardíacas humanas,

we see a substantial improvement in cardiac function.

vemos una mejora sustancial de la función cardíaca.

This averaged eight points, so from 40 to 48 percent.

Esta mejora fue de un promedio de ocho puntos, desde un 40 a un 48 %.

What I can tell you is that eight points is better

Puedo decirles que ocho puntos es mejor

than anything that's on the market right now

que cualquier cosa que haya ahora en el mercado

for treating patients with heart attacks.

para tratar a pacientes con infartos.

It's better than everything we have put together.

Es mejor que todo lo que se ha hecho hasta ahora.

So if we could do eight points in the clinic,

Si pudiéramos hacer ocho puntos en la clínica,

I think this would be a big deal that would make a large impact

tendría un gran impacto en la salud humana.

on human health.

But it gets more exciting.

Pero es aún más emocionante.

That was just four weeks after transplantation.

Esto solo fue cuatro semanas después del trasplante.

If we extend these studies out to three months,

Si prolongamos estos estudios hasta tres meses,

we get a full 22-point gain in ejection fraction.

ganamos 22 puntos en la fracción de eyección.

(Applause)

(Aplausos)

Function in these treated hearts is so good

La función de estos corazones tratados es tan buena

that if we didn't know up front that these animals had had a heart attack,

que si no hubiésemos sabido de antemano que estos animales se habían infartado,

we would never be able to tell from their functional studies.

nunca podríamos haberlo detectado a partir de los estudios funcionales.

Going forward, our plan is to start phase one,

Continuando, nuestro plan es empezar la fase uno,

first in human trials here at the University of Washington in 2020 --

primero en ensayos con humanos aquí, en la Universidad de Washington, en 2020,

two short years from now.

dentro de apenas dos años.

Presuming these studies are safe and effective,

Asumiendo que estos estudios sean seguros y efectivos,

which I think they're going to be,

que pienso que lo van a ser,

our plan is to scale this up and ship these cells all around the world

nuestro plan es aumentar el alcance y enviar estas células por todo el mundo

for the treatment of patients with heart disease.

para tratar pacientes con enfermedades del corazón.

Given the global burden of this illness,

Dada la carga de esta enfermedad a nivel mundial,

I could easily imagine this treating a million or more patients a year.

se podría fácilmente tratar un millón de pacientes, o más, por año.

So I envision a time, maybe a decade from now,

Puedo imaginar un momento, quizás dentro de una década,

where a patient like my mother will have actual treatments

en el que un paciente como mi madre reciba tratamientos

that can address the root cause and not just manage her symptoms.

dirigidos a la causa del problema y no solo a manejar sus síntomas.

This all comes from the fact that stem cells give us the ability

Todo esto se debe a que las células madre

nos dan la posibilidad de reparar el cuerpo humano

to repair the human body

from its component parts.

a partir de partes que lo componen.

In the not-too-distant future,

En un futuro no muy lejano,

repairing humans is going to go

reparar humanos pasará de ser

from something that is far-fetched science fiction

algo inverosímil de la ciencia ficción

into common medical practice.

a una práctica médica común.

And when this happens,

Y cuando esto ocurra,

it's going to have a transformational effect

va a tener un efecto transformador

that rivals the development of vaccinations and antibiotics.

que va a rivalizar con el desarrollo de las vacunas y los antibióticos.

Thank you for your attention.

Gracias por su atención.

(Applause)

(Aplausos)