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Una placenta artificial para aumentar la supervivencia de los prematuros extremos

El artefacto permitirá mantener al neonato en un entorno parecido al útero materno, conectado a un cordón umbilical artificial, y disminuir las secuelas neurológicas.

3 Diciembre 2020
Ecografia a embarazada con el Dr. Gratacós, director de BCNatal
Ecografía neonatal en presencia del Dr. Eduard Gratacós, director de BCNatal (Sant Joan de Déu - Clínic)
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El equipo de BCNatal (Hospital Sant Joan de Déu – Hospital Clínic) ha presentado un proyecto único en Europa para construir una placenta artificial. Su objetivo es aumentar la supervivencia de los recién nacidos prematuros extremos, minimizar las graves secuelas neurológicas que sufren la mayoría de ellos y mejorar su calidad de vida y la de sus familias.

Aunque más del 90% de los embarazos llegan a término con normalidad, la vida fetal sigue siendo una de las fases de mayor riesgo para el ser humano. Uno de los principales problemas aún por resolver es la prematuridad extrema (seis meses o menos), que solo en Europa afecta a 25.000 familias cada año

A pesar de los grandes avances médicos, importantes estudios recientes en Suecia y Estados Unidos señalan que no se han conseguido mejoras claras en los últimos veinte años. Incluso en unidades de excelencia como el Servicio de Neonatología del Hospital Sant Joan de Déu Barcelona la supervivencia es baja (entre el 25% y el 75%), y el 75-95% de los supervivientes presentan secuelas.

Esta baja supervivencia se debe a que, antes de los seis meses de embarazo, los pulmones, los intestinos y el cerebro del feto están poco desarrollados. En realidad, un recién nacido prematuro extremo es un feto que debe sobrevivir en un entorno muy antinatural. Con menos de un kilo de peso, el bebé debe hacer frente a cambios de temperatura, respiración mecánica y alimentación por sonda, por lo que su sistema nervioso, pulmones, corazón, intestinos y riñones sufren un gran estrés, que puede ocasionar graves secuelas en la edad infantil y adulta.

Uno de los proyectos de investigación más disruptivos que se pueden realizar hoy en medicina fetal

La idea de una placenta artificial, no es nueva, hace más de 60 años que surgió, aunque solo ahora se considera factible su aplicación clínica gracias a los avances técnicos y científicos conseguidos en los diez últimos años. 

El proyecto de placenta artificial, que cuenta con el apoyo de la Fundación ”la Caixa”, es un gran reto médico y tecnológico, y son necesarias muchas áreas de investigación puntera para su realización, ya que requiere transportar con éxito un feto de entre 500 y 1.000 gramos desde el útero materno hasta una bolsa artificial donde, rodeado de líquido, su cordón debe seguir recibiendo oxígeno y alimentos.

Según Eduard Gratacós, director de BCNatal (Sant Joan de Déu – Clínic), "este es uno de los proyectos de investigación más disruptivos y singulares que se pueden realizar hoy en medicina fetal. Solo disponer de una plataforma experimental como la que se va a construir ya permitirá investigaciones paralelas de gran importancia para entender el desarrollo fetal normal y anormal. Esto ampliará la capacidad de atraer inversión para I+D+I en Barcelona, Cataluña y España, y una nueva generación de técnicas y procedimientos que revolucionarán la medicina fetal actual".

El reto es reproducir las condiciones de la placenta materna con materiales biocompatibles

En la placenta artificial, el neonato estará situado en un entorno físico líquido, lo más parecido al útero materno, dentro de un recipiente blando realizado con materiales biocompatibles, y protegido de sonidos y luces, aunque se reproducirán sonidos similares a los del útero materno. 

Estará conectado, a través de su cordón umbilical, a un oxigenador desarrollado y adaptado especialmente para el feto, que le aportará la cantidad necesaria de oxígeno. A través de este cordón, recibirá también nutrientes, hormonas y otras sustancias que el feto recibe de la madre o que produce directamente la placenta, y que son esenciales para su correcto desarrollo. 

El bebé estará monitorizado continuamente, siempre de forma no invasiva, mediante ecografía del flujo sanguíneo, de la presión arterial y de la frecuencia cardíaca, pero también se utilizarán microsensores en el líquido amniótico o el cordón umbilical. 

Los resultados obtenidos en los experimentos serán integrados y evaluados mediante inteligencia artificial para poder realizar mejoras en el sistema.

El grupo de investigación de BCNatal lleva ya dos años trabajando en el proyecto, en el que ya han desarrollado los componentes principales de la placenta. Para llevar a cabo la iniciativa, se contará con la colaboración de decenas de profesionales del Hospital Sant Joan de Déu Barcelona y el Hospital Clínic, y con la participación de varios centros tecnológicos de Barcelona, como el Institut Químic de Sarrià (biomateriales), la Universitat Politècnica de Catalunya (robótica e inteligencia artificial) y el Institute of Bioengineering of Catalonia (IBEC) (microsensores). 

Además, el proyecto contará con varios comités supervisores que cuentan con expertos no médicos (en derechos reproductivos y bioética, entre otros), y a madres y padres de niños prematuros.

La evaluación del proyecto de placenta artificial se realiza a nivel internacional, por un comité de expertos que se rige por los estándares más exigentes para este tipo de iniciativas. Los evaluadores, de reconocido prestigio internacional, pertenecen a cinco países: Australia, España, Israel, Portugal y Reino Unido. Todos ellos ha coincidido en la excelencia de la estrategia científica diseñada, la magnitud del problema, en la necesidad de soluciones alternativas como la placenta artificial, y en la importancia de nuevos proyectos ambiciosos para impulsar el avance en este campo. Asimismo, destacaron que BCNatal era una de las pocas entidades del mundo, y seguramente la única en Europa, con capacidad para llevar a cabo un proyecto de este calibre.

Un proyecto pionero y único en Europa que se desarrollará en dos fases

Para el proyecto de BCNatal (Hospital Sant Joan de Déu – Hospital Clínic) la Fundación ”la Caixa” destinará cerca de 7 millones de euros en dos fases a lo largo de cinco años. La primera fase se centra en el desarrollo y la validación experimental, mediante el uso de un modelo animal ovino, para más adelante trasladarlo a la práctica clínica si se cumplen los indicadores de éxito. Al final de la primera fase, un panel de expertos valorará los avances alcanzados y se decidirá si se inicia la fase preparatoria para la aplicación clínica.

En la segunda fase, se evaluarán los efectos a largo plazo en el desarrollo cerebral, cardíaco, pulmonar y metabólico, y se introducirán mejoras en el ambiente y la nutrición para conseguir el mejor sistema. Una vez realizadas estas evaluaciones, se iniciarán los pasos para transferir el sistema a una aplicación clínica, incluyendo la valoración de todos los aspectos éticos e incorporando la opinión y la experiencia de familias que han tenido un bebé prematuro.

La placenta artificial supone un gran reto por su gran dificultad. Por un lado, requiere una gran masa crítica, solo posible en grandes hospitales que trabajen en entornos biotecnológicos potentes. Son proyectos que pueden requerir la participación de más de 100 personas y de numerosos expertos en campos muy variados. Por otro lado, se trata de un proyecto de muy elevado coste, por lo que resulta muy difícil conseguir la financiación necesaria para su realización.

En este momento existen solo tres grupos en el mundo, Estados Unidos, Australia y Japón, que han desarrollado modelos experimentales similares, con avances significativos en los últimos años.

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Una placenta artificial para aumentar la supervivencia de los prematuros extremos