Injerto de grasa autólogo enriquecido para tratar el dolor en los sitios de amputación (AMP-5)

Las amputaciones traumáticas son frecuentes y plantean muchos desafíos para nuestros guerreros heridos. Una publicación reciente informó que durante los conflictos actuales, más de 950 miembros del personal militar sufrieron amputaciones relacionadas con el combate, y el 15 % de ellas ocurrieron más de 12 semanas después de la lesión inicial (1). Las estadísticas actualizadas ubican este número de amputados en más de 1050 (comunicación personal, COL Paul Pasquina, Jefe del Departamento Integrado de Ortopedia y Rehabilitación, Centro Médico Militar Nacional Walter Reed-WRNMMC). La capacidad de un guerrero herido para obtener una función óptima después de una amputación depende con mayor frecuencia de su capacidad para ajustarse y adaptarse con éxito a una prótesis. Una vez fuera de la fase aguda, muchos pacientes con amputaciones sufren dolor cuando usan una prótesis, ya sea por una cubierta delgada de tejido blando sobre estructuras óseas o por nervios periféricos que no están bien acolchados con tejido blando. El dolor extrínseco del muñón suele ser de origen mecánico relacionado con el encaje protésico u otros componentes protésicos. A menudo es el resultado de un desajuste entre la tolerancia del tejido del muñón y las cargas protésicas sobre los tejidos blandos. Esta sensibilidad a menudo se ve acentuada por troncos nerviosos superficiales o neuromas en nervios cortados que están expuestos a una carga mecánica externa excesiva (2). La interfaz deficiente del alvéolo, la ruptura secundaria de la piel y/o el dolor pueden limitar gravemente la función.

Esto presenta un problema clínico muy difícil e históricamente, cuando sea posible, el procedimiento clínico implicaría la revisión quirúrgica del sitio de amputación con el acortamiento asociado del hueso, cicatrices largas y curación prolongada. Si una amputación por debajo de la rodilla tiene que convertirse en una amputación por encima de la rodilla, existen serias implicaciones funcionales. Para tejidos locales en el sitio de la amputación que son de mala calidad (p. cicatrizado o cubierto con un injerto de piel), puede ser necesario un colgajo muscular a distancia (3,4). Estos colgajos pueden requerir la transferencia al sitio de la amputación mediante anastomosis microvascular de los vasos sanguíneos. El procedimiento es altamente invasivo y puede agregar la morbilidad de función disminuida, deformidad y riesgo de problemas de cicatrización de heridas en el sitio donante de músculo. Las tasas de fracaso en los colgajos de las extremidades inferiores pueden llegar al 18,5 % (5, 6). Las tasas de ulceración del colgajo tienden a ser más altas en estos colgajos que soportan peso, tanto los colgajos libres de piel como los de músculo con frecuencia necesitan procedimientos secundarios de citorreducción para mejorar la función, y los neuromas dolorosos no son infrecuentes (6,7).

Una solución clínica que permita la generación mínimamente invasiva de un nuevo acolchado de tejido blando en un sitio de amputación sin la necesidad de acortar más la extremidad, cicatrices largas, una recuperación prolongada y una morbilidad significativa en el sitio donante tendría el potencial de ayudar significativamente a nuestros guerreros heridos y cambiar la práctica clínica.

El injerto de grasa autólogo como posible solución. El injerto de tejido graso autólogo es una técnica quirúrgica mínimamente invasiva que comienza con la extracción de tejido graso del abdomen o los muslos mediante liposucción a través de incisiones de menos de 5 mm de longitud. Luego, el lipoaspirado se procesa para concentrar la fracción adiposa y se reinyecta en el sitio donante. Este procedimiento quirúrgico implica el trasplante inmediato del propio tejido de un paciente en un solo procedimiento quirúrgico. Tiene las ventajas de:

• Incisiones de acceso mínimo
• Capacidad para transferir cantidades significativas de tejido (cientos de gramos de tejido)
• Se puede utilizar en el contexto de procedimientos quirúrgicos previos y presencia de hardware
• Por lo general, se realiza como un procedimiento ambulatorio
• Morbilidad mínima del sitio donante en el sitio de extracción del injerto
• Bajo riesgo en comparación con procedimientos quirúrgicos más invasivos
• Puede repetirse varias veces, si es necesario, incluso utilizando los mismos sitios donantes

La transferencia de tejidos autólogos no es un concepto nuevo, sino simplemente otro método, como hemos visto con muchos tipos de colgajos que utilizan varias combinaciones de músculo, grasa y piel que han sido bien documentados. Los colgajos de tejido provienen de muchos lugares diferentes y se utilizan de muchas maneras diferentes para lograr los resultados deseados. Los colgajos tienen su propio suministro de sangre, son más resistentes que los injertos de piel y, por lo general, producen resultados mucho mejores desde el punto de vista cosmético porque pueden proporcionar una mejor coincidencia con el tono y la textura de la piel. Los colgajos de piel también son una mejor opción cuando se necesita tejido "a granel" para rellenar defectos de contorno. La ventaja obvia es utilizar tejido autólogo frente a xenoinjertos y aloinjertos; cada uno con riesgos conocidos de rechazo y eventos adversos.

La literatura ha demostrado inequívocamente que el injerto de grasa clínico en los glúteos (una región anatómica similar que soporta peso) se puede realizar de manera segura y efectiva con tasas de retención de aproximadamente el 75 % hasta 2 años y más (23-25). En una búsqueda en la base de datos OVID de artículos sobre injertos de grasa, más de 9000 artículos han hecho referencia al uso de injertos de grasa en una amplia gama de situaciones clínicas. Específicamente para esta solicitud, más de 100 referencias fueron relevantes para esta propuesta y se proporcionan a continuación. (26-132)

Los investigadores proponen un ensayo clínico para evaluar la eficacia de la transferencia de grasa autóloga mínimamente invasiva para tratar el dolor y el mal ajuste de la prótesis en los sitios de amputación. Este procedimiento quirúrgico implica el trasplante inmediato del propio tejido de un sujeto y no requiere la supervisión de la FDA. Es importante destacar que utilizaremos nuestro conocimiento y experiencia trabajando con células estromales adiposas para comparar una modificación de terapia celular de medicina regenerativa del procedimiento de injerto de grasa con preparaciones de injerto de grasa más tradicionales.

El mayor problema asociado con el injerto de grasa son las tasas impredecibles de reabsorción del injerto de grasa. Esto probablemente esté relacionado con la capacidad del tejido adiposo en regeneración para desarrollar rápidamente un nuevo suministro de sangre. En este estudio, probaremos un enfoque de medicina regenerativa consistente en enriquecer el injerto adiposo con células madre adiposas autólogas (injerto adiposo enriquecido con células estromales). Esto puede servir para mejorar la retención del injerto con el tiempo y mejorar potencialmente los resultados funcionales.

Una preparación modificada del injerto de grasa implica concentrar las células estromales endógenas en el material del injerto en un esfuerzo por aumentar la retención del injerto con el tiempo. El material graso aspirado utilizado para el injerto de grasa consiste en adipocitos maduros, una pequeña cantidad de tejido fibroso y células estromales adiposas inmaduras (ASC). Estas células estromales adiposas son una población mixta de células no cargadas de lípidos que sirven para convertir adipocitos maduros y elementos vasculares. Se encuentran "preadipocitos", así como células precursoras endoteliales y células progenitoras de múltiples linajes. Es de destacar que se ha demostrado que las ASC estimulan la angiogénesis cuando se someten a estrés en condiciones hipóxicas y estas células pueden ser fundamentales en la curación y la retención de volumen de los injertos de grasa. Yoshimura, et. Alabama. (133) encontraron que la grasa aspirada con una cánula de liposucción (es decir, el método de recolección de grasa para el injerto de grasa) es deficiente en ASC en comparación con la grasa entera. Esto se debe al hecho de que una gran parte de las ASC se encuentran alrededor de los vasos sanguíneos más grandes que se dejan intactos en el sitio donante después de la liposucción con una cánula roma. La relativa falta de ASC en el lipoaspirado puede explicar los problemas con la reabsorción del injerto de grasa con el tiempo. Enriquecer el lipoaspirado con ASC debería aumentar la angiogénesis y, por lo tanto, la retención del injerto de grasa. Este enfoque de terapia celular aprovecha la capacidad innata de las ASC para secretar factores angiogénicos y también para diferenciarse en adipocitos maduros. El crecimiento mejorado de los vasos sanguíneos puede resultar en una mejor retención del volumen del injerto y resultados reconstructivos superiores.

Nuestro grupo de la Universidad de Pittsburgh ha desarrollado métodos GMP clínicamente útiles y escalables para la extracción de ASC bajo un programa financiado por los NIH, dirigido por el Dr. Rubin (Codirector del Adipose Stem Cell Center) en colaboración con el Dr. Albert Donnenberg, director de los laboratorios clínicos para el procesamiento celular. Actualmente estamos iniciando un proyecto totalmente financiado con las Fuerzas Armadas de Medicina Regenerativa (AFIRM). Estamos utilizando nuestras técnicas de extracción para realizar injertos de grasa enriquecidos con ASC para la reconstrucción de traumatismos faciales y esto ha recibido la aprobación del IRB en nuestra institución. Este proceso está regulado por las directrices de células, tejidos y productos celulares y basados ​​en tejidos (HCT/P) humanos en virtud de la sección 361 del CFR (21CFR1271.10). Las terapias HCT/P están exentas del requisito de presentar una solicitud de nuevo fármaco en investigación (IND).

Para esta propuesta de proyecto, hemos ampliado el equipo para abarcar experiencia en injertos de grasa reconstructivos, reconstrucción de extremidades inferiores, medicina física y rehabilitación, diseño de prótesis, soporte nutricional y evaluación de resultados psicosociales. Dado el éxito inicial con el injerto de grasa autóloga para la reconstrucción facial después de un trauma (análisis en curso), incluso sin el enriquecimiento del injerto con células estromales adiposas, creemos que esta terapia se puede aplicar de manera efectiva para el tratamiento del dolor en las extremidades. Este procedimiento se puede realizar de forma ambulatoria sin incisiones significativas en la extremidad, solo pequeños puertos que miden menos de 5 mm. Se observa que se trata de una aplicación experimental completamente nueva de un tratamiento convencional.