La diabetes mellitus (DM) tipo 1 se caracteriza por una destrucción selectiva de las células beta del páncreas, lo que origina una deficiencia absoluta de insulina. El tratamiento convencional con dieta, insulina, ejercicio y autocontrol metabólico no impide que con los años aparezcan complicaciones crónicas, de las que las más importantes son la retinopatía, la nefropatía y la neuropatía. Es conocido que el tratamiento médico actual de la DM no consigue normalizar la glucemia durante las 24h del día en la mayoría de los pacientes, como lo demuestran los perfiles glucémicos o las cifras de glucohemoglobina1.

El estudio DCTT (Diabetes Control and Complications Trial) demostró que el control metabólico estricto de la DM previene las complicaciones microvasculares en los pacientes que no las padecen y retrasa la evolución de las lesiones que ya existen. Los pacientes diabéticos, para intentar un control metabólico óptimo, tratan de mantener su glucemia próxima a la normalidad, pero con frecuencia sufren episodios de hipoglucemia2. Asimismo, con el tiempo algunos pacientes pierden los síntomas iniciales asociados a la percepción de la disminución de la glucemia, con el riesgo añadido de episodios de hipoglucemia severa3,4.

Todo ello hace que debamos desarrollar tratamientos alternativos al convencional, en los que la regulación homeostática de la glucemia se realice de una manera continua y efectiva.

El trasplante de páncreas endocrino es el único método que cumple con estos requisitos, ya que la secreción de insulina se produce en respuesta a las demandas metabólicas. Existen dos formas de realizar un trasplante pancreático: trasplantar todo el órgano o sólamente las células encargadas de la producción de insulina, es decir, los islotes de Langerhans. A la primera modalidad se la llama trasplante pancreático vascularizado y a la segunda, trasplante de islotes5.

El trasplante pancreático vascularizado ha pasado hace tiempo las discusiones científicas sobre su eficacia e importancia, y hoy está incorporado a la cartera de servicios de los hospitales de referencia. Sus resultados se equiparan o incluso son superiores a otros trasplantes de órganos sólidos. Sin embargo, casi el 90% de los trasplantes pancreáticos se practican en combinación con un trasplante de riñón debido a una insuficiencia renal terminal causada por la DM, lo que significa que se aplica en una fase tardía de la enfermedad6.

Si asumimos que un trasplante de páncreas funcionante puede influir en las complicaciones secundarias de la DM mediante la corrección del metabolismo de los hidratos de carbono, un aspecto crucial sería la precocidad en aplicarlo. En este punto, en el que todos estaríamos de acuerdo sobre el beneficio de un metabolismo de los hidratos de carbono restaurado, existen controversias sobre la indicación en pacientes preurémicos. El balance riesgo/beneficio del trasplante no siempre se percibe de la misma forma, y por ello las indicaciones del trasplante aislado son mucho más limitadas. Las razones están en el propio riesgo de la cirugía, además de los relativos a la medicación inmunosupresora, que es necesaria durante toda la vida7–11.

El trasplante de islotes pancreáticos tiene los mismos objetivos generales que el trasplante de páncreas vascularizado, ya que mediante su práctica se pretende la eliminación de las inyecciones de insulina y las restricciones dietéticas y, lo que es más importante, influir en la evolución de las complicaciones de la enfermedad mediante la normalización del metabolismo de los hidratos de carbono12.

Si recordamos que las células endocrinas solamente son un 2% del total del páncreas, es evidente que la posibilidad de trasplantar islotes resolvería el problema de la DM de una forma precoz sin las complicaciones del trasplante vascularizado. Además, la gran desproporción existente entre el número de donantes de órganos y el de posibles receptores limita la solución de la diabetes por la vía del trasplante de órgano a un porcentaje de pacientes diabéticos muy pequeño, por lo que la utilización de las células productoras de insulina en sus diversas modalidades puede abrir nuevas posibilidades para un mayor número de pacientes.

Por lo tanto, la hipótesis corregir la DM mediante el trasplante celular, aun siendo conscientes de las deficiencias tecnológicas e inmunológicas que lo rodean, sigue siendo un objetivo razonable ya que:

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  la escasez de células humanas podría suplirse con el desarrollo de células madre productoras de insulina o de células beta procedentes de animales13.

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  Su implantación puede realizarse con técnicas mínimamente invasivas, e incluso con anestesia local.

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  Su propio caracter de trasplante celular podría permitir su aplicación en estadios precoces de la enfermedad.

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  Se pueden manipular las células con objeto de disminuir la antigenicidad y la inducción de tolerancia.

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  Es posible que en un futuro existan bancos de islotes procedentes tanto de glándulas pancreáticas humanas fetales y adultas como de páncreas de animales, por lo que teóricamente podría haber una fuente de tejido ilimitada.

La investigación en el trasplante de islotes no es un concepto nuevo, ya que incluso antes del descubrimiento de la insulina Williams practicó el trasplante de fragmentos de páncreas de oveja en un niño diabético14. En 1972, Ballinger et al15 publicaron la posibilidad de aislar islotes y revertir la diabetes inducida experimentalmente mediante el trasplante en roedores.

En humanos, las primeras experiencias son las llevadas a cabo en 1974 por Sutherland et al16 y Najarian et al17 en Minneapolis, aunque los mejores resultados se obtuvieron en 1980 en algunos pacientes sometidos a un autotrasplante de islotes tras la práctica de una pancreatectomía total por pancreatitis crónica18,19. Cuando se trató de aplicar esta misma técnica en forma de alotrasplante en pacientes diabéticos, los resultados fueron muy discretos debido a la limitación tecnológica en el protocolo de aislamiento y la poca uniformidad en la forma de interpretar los homogeneizados resultantes.

Al final de los años ochenta, Ricordi et al20 perfeccionaron un método desarrollado previamente en la Universidad Washington de St. Louis (Estados Unidos). Dicho método consistía en la utilización de una cámara de acero donde se introducía la glándula pancreática. Dicha cámara estaba conectada a un circuito cerrado por donde recirculaba continuamente una solución de Hanks y collagenasa. La determinación de la digestión del páncreas se realizaba obteniendo muestras periódicas del efluente, tiñéndolas con un colorante vital llamado ditizona21. En el microscopio de luz invertida, se podía observar las células endocrinas teñidas en rojo y, por lo tanto, se podía apreciar el grado de digestión de la glándula y la riqueza obtenida en células endocrinas. Mediante estas observaciones, se han establecido los parámetros para los controles de calidad durante las diferentes etapas del proceso de aislamiento. Aunque son numerosos los factores que influyen en el resultado final de un aislamiento, en el momento actual, con estos métodos semiautomáticos, pueden obtenerse entre 600.000 y 800.000 islotes sin purificar de una glándula humana. Ello representa entre el 50 y el 60% del total de la masa insular.

El cálculo del aislamiento final de los islotes se valora numéricamente en equivalentes de islotes (EI). Durante el segundo Congreso de Trasplante de Páncreas e Islotes, celebrado en Minneapolis en 1989, se pudo estandarizar este concepto como vehículo necesario de entendimiento en este campo. Sabemos que los islotes pancreáticos humanos tienen un tamaño medio de 150μm, con oscilaciones entre 50 y 400μm22. Por lo tanto, debe hacerse una corrección del número total de islotes aislados, de forma que el resultado final pueda expresarse en los términos antes mencionados.

Con estos criterios y la estandarización de la digestión enzimática gracias un mayor grado de purificación de la colagenasa mediante la liberasa, se pudo desarrollar protocolos de aislamiento y trasplante en centros especializados y la recogida de sus datos en un registro internacional23–25.

Mientras tanto, en la década de los noventa la investigación continuaba tratando de obtener mejores rendimientos en los aislamientos humanos, en el desarrollo de otras fuentes de tejido, en el desarrollo de protocolos de inmunosupresión menos tóxicos y mejores tolerados y tratando de obtener tolerancia inmunológica mediante manipulación celular26–31.

Entre 1990 y 2000 se realizaron en el mundo, según el Registro de Trasplante de Islotes, 240 casos de autotrasplante de islotes en 15 instituciones diferentes, de los cuales 140 estaban bien documentados32. De ellos, el 47% mantuvo independecia de la insulina durante periodos de más de 1 año. Cuando se revisó el número de islotes que habían sido implantados, se constató que en los que recibieron más de 300.000 EI el porcentaje de insulinoindependientes al año era del 71%. La viabilidad de la función insular ha sido demostrada a largo plazo, en algunos pacientes con más de 20 años de normoglucemia tras el autotrasplante después de una pancreatectomía por pancreatitis crónica. Por otro lado, los pacientes que no consiguieron ser independientes de la insulina mantuvieron cifras de glucemia elevadas, pero sin episodios de hipoglucemia severos, teniendo en cuenta que se había practicado una pancreatectomía total o casi total33,34.

Animados por estos resultados, cada vez más grupos realizaron ensayos clínicos con alotraplante de islotes, y demostraron sin duda en algunos casos una supervivencia de la función insular total o parcial durante 2-3 años en centros como Minneapolis, Miami, Milan, etc. En el Registro Internacional se consignaron, entre 1990 y 2000, 355 casos, de los que al menos 237 tenían un periodo de seguimiento superior a 1 año. De estos, el 41% tenía islotes funcionando 1 año después del trasplante, aunque solamente un 11% fueron independientes de la insulina. Cuando se evaluaron los resultados a los 3 años del trasplante, de un grupo de 235 pacientes, el 94% estaban vivos, y en el 24% de ellos se comprobó alguna evidencia de función insular, aunque solamente el 4% fueron independientes de la insulina35.

Con respecto a la indicación, en este grupo de pacientes, correspondientes a la llamada era pre-Edmonton, la mayoría (55%) recibió un trasplante simultáneo de islotes y riñón (SIK), un 37% recibió un trasplante de islotes tras un trasplante previo de riñón (IAK) y solamente un 4% recibió solo un trasplante de islotes (ITA). En casi todos estos casos el régimen inmunosupresor se basó en los protocolos habituales usados en el trasplante renal.

En 2000, Shapiro et al36, de la Universidad de Alberta en Edmonton, Canada, publicaron los excelentes resultados de una serie consecutiva de 7 pacientes que obtuvieron independencia de la insulina con el trasplante de islotes usando un protocolo (llamado de Edmonton) basado en un régimen inmunosupresor sin corticoides y con una combinación de tacrolimus y sirolimus con daclizumab (un anticuerpo monoclonal contra los receptores de la interleucina 2).

La ventaja de este tipo de inmunusupresión, en comparación con otros protocolos utilizados previamente, es la combinación eficaz de varios fármacos en dosis pequeñas pero suficientes para controlar el rechazo con una toxicidad mínima para los islotes, lo que permitía su supervivencia a largo plazo. Otros factores importantes en dicho estudio fueron disminuir el tiempo de isquemia fría tras la extracción pancreática, el aislamiento de los islotes utilizando medios de cultivo exentos de proteínas animales y trasplantar al menos 9.000EI/kg, lo que obligaba en la mayoría de los casos a utilizar dos donantes para un trasplante. El tipo de paciente diabético seleccionado para dicho ensayo inicial debía reunir los siguientes requisitos: DM1 de más de 5 años y con cifras de péptido C tras estimulación<0,48ng/ml; control difícil de la DM a pesar de un control estricto con insulina; episodios de hipoglucemia severa debido a DM lábil demostrados de forma fehaciente y con alteración de la calidad de vida; ausencia de enfermedad coronaria, y no haber tenido previamente un trasplante.

En la selección de los pacientes, es obvio que la calidad de vida es un factor decisivo, y se valoraba el riesgo de la DM inestable respecto a los propios efectos de la medicación inmunosupresora. En el ensayo inicial se practicó el trasplante de islotes a 7 pacientes consecutivos y en todos ellos se obtuvo independencia de la insulina por un periodo superior a 1 año. El mismo grupo amplió la serie hasta 15 pacientes con un 80% de ellos independientes de la insulina durante más de 1 año. En los demás pacientes que no alcanzaron ser independientes de la insulina, la interpretación de la función residual insular podía hacerse mediante la determinación del péptido C y glucohemoglobina37.

El éxito de las primeras experiencias con el protocolo de Edmonton propició un entusiasmo renovado por el trasplante de islotes. En muchos centros europeos y de Estados Unidos, y también españoles, se desarrollaron proyectos de investigación coordinados con objeto de optimizar los resultados en este campo y poner a punto nuevos ensayos clínicos38–40.

El objetivo inmediato del trasplante es alcanzar la normoglucemia, pero a largo plazo el objetivo más importante es la influencia en las complicaciones secundarias. Es obvio que para ello el trasplante debe realizarse antes de que se produzcan complicaciones severas. Para la evaluación de los cambios orgánicos son necesarios al menos periodos de normalidad entre 5 y 10 años.

Aunque los pacientes de las series iniciales se caracterizaban por presentar una DM muy lábil con riesgo de hipoglucemias y sin insuficiencia renal, en una segunda fase algunos centros desarrollaron ensayos combinando trasplante de islotes y trasplante renal en pacientes urémicos. Sin embargo, las dificultades logísticas para realizar y coordinar este doble trasplante favorecieron la práctica de un trasplante de islotes en pacientes con un trasplante renal previo funcionante. En estos casos era necesario modificar la inmunosupresión para suspender los corticoides y agregar tacrolimus con sirolimus a dosis bajas para evitar la toxicidad en los islotes; además, que no se produjese rechazo del trasplante renal41.

Las complicaciones del trasplante pueden ser graves en algunos casos, fundamentalmente en relación con la técnica de implante de los islotes. Las más frecuentes son la hemorragia y la trombosis parcial de la vena porta42. Asimismo, los efectos de la inmunosupresión son similares a otros trasplantes: ulceraciones bucales, anemia, diarrea, insuficiencia renal, riesgo de trastornos linfoproliferativos, infección por citomegalovirus, etc.

La Universidad de Alberta, junto con otros ocho grupos de las universidades de Minnesota, Miami, Seattle, Washington, Harvard, Giessen, Milán y Ginebra, realizaron un ensayo clínico multicéntrico para evaluar los resultados a largo plazo, eficacia de la inmunosupresión y efectos en las complicaciones43.

Inicialmente fueron evaluados para el estudio 2.000 pacientes, pero solamente se seleccionó a 149 (7%), de los que sólo 36 cumplieron los requisitos del protocolo.

El resultado de este estudio, que incluía a los 36 pacientes con DM1, ha sido publicado en el New England Journal of Medicine en septiembre de 200644. De todos ellos, el 44% (16 casos) fueron independientes de la insulina más de 1 año, el 28% (10 casos) tuvo una función parcial y el 28% (10 casos) había perdido la función durante el primer año. De los 16 pacientes que fueron independientes de la insulina, solamente 5 (31%) continuaban sin insulina tras el segundo año. Las conclusiones del estudio internacional eran que el trasplante de islotes puede restaurar la producción endógena de insulina con un alto porcentaje de independencia, pero que mantener ese estado a largo plazo es improbable, aunque se mantienen ventajas importantes debido a la función insular parcial, como evitar los episodios severos de hipoglucemia y la mejoría en la glucohemoglobinemia.

Estos pobres resultados a largo plazo han significado un nuevo jarro de agua fría a la hora de valorar esta alternativa terapéutica que, desde un punto de vista técnico, ha resuelto los problemas de aislamiento y viabilidad (autotrasplante de islotes con más de 20 años de independencia de la insulina), pues desde el punto de vista inmunológico, este trasplante caduca en un corto periodo. Por ello el entusiasmo inicial ha dado paso a un nuevo periodo de reflexión y análisis de resultados con el propósito de solventar o mejorar alguno de los problemas encontrados. Entre ellos:

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  Obtener nuevas fuentes de células productoras de insulina con objeto de disponer de un número ilimitado de islotes: xenotrasplante, donantes marginales, donantes procedentes de corazón parado, ingeniería genética para que algunas células sean productoras de insulina, transformación de células madre o células pancreáticas ductales en islotes45,46.

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  Preservar la glándula pancreática antes del aislamiento: método de doble capa con perfluoruro de carbono47–50.

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  Optimizar el método de aislamiento: liberasa, colagenasa recombinante, modificación de las fases de la digestión enzimática (el grupo de Minneapolis ha realizado una serie de 15 trasplantes con islotes procedentes de un único donante, de los que 13 fueron independientes de la insulina)51–53.

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  Purificar los islotes: optimización del método de gradientes de densidad.

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  Preservar los propios islotes antes del implante en el receptor adecuado: preservación en medios de cultivo, preservación en frío, criopreservación54,55.

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  Controlar la reacción inflamatoria en el lugar del implante: uso de un factor inhibidor del factor de necrosis tumoral como el infliximab, bloqueo de la enzima inducible del NO56–58.

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  Desarrollar nuevas combinaciones de inmunosupresión que permitan viabilidad a largo plazo y sobre todo la inducción de tolerancia inmunitaria: sustituir tacrolimus con agentes inmunosupresores no diabetógenos, pero que mantengan sinergia con el sirolimus, desoxispergualina, posibilidad de frenar las respuestas inmunitarias autógenas y alógenas mediante anticuerpos anti-CD3 y hOKT3-gamma-1, bloqueo de la señal coestimuladora de las células T, encapsulación de los islotes, etc.59–61.

En Estados Unidos, en estos momentos, el NIH (National Institutes of Health) financia 10 centros de procesamiento celular y trasplante de islotes que aíslan células para sus propios pacientes y para centros vinculados al mismo protocolo, a los que envían los homogeneizados celulares preparados para su trasplante. En Europa existe el consorcio GRAGIL (Groupe Rhin-Rhone-Alpes-Geneve pour la Transplantation d’Ilots de Langerhans), que agrupa varias universidades de Francia y Suiza, tiene la sede central en Ginebra y mantiene una actividad importante en procesamiento y trasplante62–64.

En España, el Instituto de Salud Carlos III favoreció, dentro del Programa de Redes de Investigación, la creación de la RETIP (Red Española de Trasplante de Islotes Pancreáticos), constituida inicialmente por cinco centros. Este grupo ha promovido la colaboración para la puesta en práctica de algunos ensayos clínicos tratando de reproducir en nuestro medio el protocolo de Edmonton65.

Sin embargo, aunque las intenciones sean buenas y mediante esta política se trate de mantener nuestra investigación en este campo en niveles razonables, la legislación existente en materia de nuevos medicamentos, como así se considera este procedimiento, hace que desde un punto de vista operativo prácticamente ninguno de los laboratorios existentes en España cumpla dichos requisitos legales. En Estados Unidos toda la terapia génica y los trasplantes de islotes estan considerados dentro de la experimentación clínica y los regula la FDA. Cada preparación que se dedica a trasplante debe certificar el origen de las muestras, su contenido, el circuito que ha tenido, la distribución existente, el contenido en impurezas y los diferentes tests y controles de calidad de la manufacturación existente. Por lo tanto, para aprobar un laboratorio dedicado al procesamiento y la distribución de células humanas, debe existir una infraestructura que va mas allá de la buena intención y el conocimiento de algunos investigadores, ya que constituye un reto difícil de cumplir con los estándares «normales» de investigación existentes66.

En 2003, la FDA a través de su Comité de Respuestas Biológicas describió lo que hoy se considera estándar para evaluar la respuesta de un trasplante de islotes. Lo dividen en cuatro apartados: independencia de la insulina, porcentaje de necesidades de insulina, episodios de hipoglucemia y calidad de vida67,68:

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  Independencia de la insulina: se considera que se obtiene cuando se produce una normalización del metabolismo de los hidratos de carbono sin necesidad de utilizar inyecciones de insulina exógena. El criterio principal de comparación son los pacientes que mantienen esa independencia al año.

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  El porcentaje de utilización de insulina describe el éxito parcial del trasplante insular medido por el porcentaje de reducción de insulina en relación con la época previa al trasplante.

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  Los episodios de hipoglucemia describen asimismo la desaparición de esta severa alteración metabólica debido a la función amortiguadora que producen los islotes funcionantes que, aunque no logren la normoglucemia, mantienen dicho margen de seguridad metabólico.

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  Calidad de vida: se refiere a los diferentes estudios que han conseguido medir la repercusión en los pacientes de la eliminación de episodios de hiperglucemia e hipoglucemia, la influencia del trasplante en la eliminación de restricciones dietéticas, de la automonitorización continua de glucemia, etc. Dichos estudios se basan en Health Utilities Index, SF-36, Inmunosuppressant Quality of Life (QQL) Survey y Hypoglycemia Fear Survey69–71.

En Estados Unidos, 35 centros más han solicitado procesar y trasplantar islotes, e incluso su Instituto Nacional de Diabetes ha sido encargado por Medicare sobre quiénes serían los posibles beneficiarios para estas nuevas terapias. A pesar de todo, el alto coste del procedimiento actual, las dificultades desde un punto de vista legal y los complejos requisitos administrativos, además de la dificultad en la curva de aprendizaje de la técnica y los controles de calidad existentes, hacen que muy pocos centros puedan abordar con garantía el proceso. Sin embargo, lo que parece más fácil encontrar es la asociación de centros satélites de trasplante en colaboración con el centro procesador, con el envío inicial de glándulas pancreáticas procedentes de donantes, para ser devueltos los islotes procesados y preparados para su implante en receptores diabéticos seleccionados72,73.

¿Cuál es el futuro del trasplante de islotes ? El Instituto Nacional de Diabetes y Enfermedades Digestivas y Renales (NIDDK) puso en marcha el Collaborative Islet Transplant Registry (CITR) con los siguientes objetivos:

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  Desarrollar e implementar el método de medir todos los estándares y resultados tras el trasplante de islotes.

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  Desarrollo de una base de datos con toda la información de los pacientes trasplantados en Estados Unidos y Canadá. Los casos europeos pueden ser incluidos a través de un addendum con la Juvenile Diabetes Research Foundation.

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  Incrementar la seguridad del trasplante de islotes mediante la información de todos los efectos adversos en todos los pacientes.

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  Realización de análisis científico, poniendo énfasis en que estén protocolizados todos los aspectos del trasplante de islotes con objeto de incrementar su seguridad; obtener la información de todos y cada uno de los trasplantes y retrasplantes realizados; reflejar los datos del donante, las características del aislamiento y el procesamiento de las muestras; los datos del receptor y el protocolo empleado74.

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  Publicar todos los resultados e informar a las instituciones implicadas y a la comunidad científica, así como estimular los estudios prospectivos en este campo.