Los científicos reviven las células de los cerdos una hora después de su muerte, un posible avance en el trasplante de órganos
Los cerdos llevaban ya una hora muertos y, sin embargo, las células de sus corazones, cerebros e hígados seguían coleando.
Gracias a un nuevo sistema llamado OrganEx, los científicos pueden mantener vivos los órganos moribundos de cerdos recién fallecidos conectándolos a un sistema de bombas, filtros y fluidos. Este procedimiento no restablece las funciones cerebrales de los animales ni los saca del más allá, sino que garantiza que determinadas funciones celulares de sus órganos vitales sigan funcionando.
En el futuro, el sistema podría utilizarse para ayudar a preservar y restaurar los órganos humanos donados destinados a procedimientos de trasplante, según informan los científicos en un nuevo estudio, publicado el miércoles (3 de agosto) en la revista Nature (se abre en una nueva pestaña). Este proceso podría ampliar el número de órganos disponibles para trasplante al revertir los efectos de la isquemia -en la que un órgano sufre daños por un flujo sanguíneo y un suministro de oxígeno inadecuados- en los órganos donados.
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Y, en teoría, un dispositivo de este tipo podría utilizarse también en seres humanos vivos para tratar la isquemia que se produce durante un ictus o un ataque cardíaco, escribió el Dr. Robert Porte, profesor del departamento de cirugía de la Universidad de Groningen (Países Bajos) que no participó en el estudio, en un comentario adjunto (se abre en una nueva pestaña) del trabajo.
Sin embargo, la tecnología no se aplicará a seres humanos vivos ni a órganos donados en un futuro próximo.
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"Esto está muy lejos de su uso en humanos", dijo Stephen Latham, director del Centro Interdisciplinario de Bioética de Yale y coautor del estudio, en una rueda de prensa el martes (2 de agosto). El experimento de prueba de concepto en cerdos demostró que el sistema OrganEx puede restablecer algunas funciones celulares en algunos órganos después de que la sangre dejara de fluir hacia ellos, pero el grado de recuperación difería según los órganos.
"Tendríamos que estudiar [con] mucho más detalle el grado en que se deshace el daño isquémico en diferentes tipos de órganos antes de estar siquiera cerca de probar un experimento como éste en un ser humano que haya sufrido daño anóxico", es decir, daño en los órganos por falta de oxígeno, dijo Latham.
El equipo tiene previsto estudiar OrganEx en muchos más estudios con animales "antes de pensar siquiera en trasladar" la tecnología a los seres humanos, dijo en la sesión informativa el Dr. David Andrijevic, investigador científico asociado en neurociencia de la Facultad de Medicina de Yale y coprimer autor del estudio.
Cómo funciona OrganEx
La nueva investigación se basa en un estudio anterior, publicado en 2019 en la revista Nature (se abre en una nueva pestaña), en el que los investigadores utilizaron una versión más pequeña del mismo sistema para restaurar parte de la actividad celular y metabólica en el cerebro de un cerdo que había sido decapitado durante la producción de alimentos.
Este sistema más pequeño, llamado BrainEx, bombeaba un líquido repleto de Hemopure -una forma sintética de la proteína hemoglobina, que transporta el oxígeno en los glóbulos rojos- a través de los vasos sanguíneos del cerebro. El líquido también contenía compuestos químicos destinados a impedir la formación de coágulos de sangre y la autodestrucción de las células mediante un proceso llamado "apoptosis". El bombeo de este líquido a través del cerebro impidió que el órgano se hinchara, como suele ocurrir tras la muerte, y permitió que ciertas funciones celulares continuaran hasta cuatro horas después de la decapitación. (Es importante destacar que el cerebro tratado no produjo ninguna señal eléctrica asociada a la función cerebral normal o a la "conciencia remanente", confirmaron los autores).
"En realidad, las células no mueren tan rápido como suponemos que lo hacen, lo que básicamente abre una posibilidad de intervención", dijo el martes en la rueda de prensa el Dr. Zvonimir Vrselja, investigador científico asociado en neurociencia de la Facultad de Medicina de Yale y coprimer autor del estudio. En otras palabras, si los científicos pueden intervenir con la suficiente antelación, pueden salvar a algunas células de una perdición segura".
En su último trabajo, el equipo amplió su sistema BrainEx para perfundir todo el cuerpo del cerdo a la vez.
El sistema a escala utiliza un dispositivo similar a una máquina cardiopulmonar, que asume el papel del corazón y los pulmones durante las cirugías bombeando sangre y oxígeno a través del cuerpo. El equipo utilizó este dispositivo para bombear tanto sangre de cerdo como una versión modificada de su líquido sintético para salvar células a través del cuerpo de los cerdos fallecidos. Su solución sintética contenía 13 compuestos destinados a suprimir la inflamación, detener la formación de coágulos, prevenir la muerte celular y corregir los desequilibrios electrolíticos que surgen cuando se produce una isquemia.
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Para probar OrganEx, el equipo indujo una parada cardíaca en cerdos anestesiados y, al cabo de una hora, conectaron los animales al dispositivo. Compararon los cerdos tratados con OrganEx con los tratados con un sistema de oxigenación por membrana extracorpórea (ECMO), que sólo bombeaba sangre oxigenada a través del cuerpo de los animales.
Al cabo de seis horas, el equipo comprobó que la ECMO no perfundía suficientemente todos los órganos de los animales con sangre y que muchos vasos sanguíneos se habían colapsado, como suele ocurrir tras la muerte; los animales tratados con ECMO también mostraban amplios signos de hemorragia e hinchazón de los tejidos. En comparación, OrganEx redujo el grado de muerte celular y mejoró la conservación de los tejidos en todo el cuerpo.
Además, los cerdos tratados con OrganEx mostraron signos de reparación celular en el cerebro, el corazón, los pulmones, el hígado, los riñones y el páncreas, y estos órganos vitales conservaron ciertas funciones celulares y metabólicas durante el experimento de seis horas. El corazón, en particular, mostró signos de actividad eléctrica y pudo contraerse. Un examen más detallado del corazón, los riñones y el hígado de los cerdos también reveló que se habían activado genes específicos relacionados con la reparación celular en los órganos, mientras que no lo habían hecho en los cerdos tratados con ECMO.
"Lo que esto nos dice es que se puede detener la desaparición de las células y restaurar su funcionalidad en múltiples órganos vitales, incluso una hora después de la muerte", dijo en la sesión informativa el Dr. Nenad Sestan, profesor de neurociencia de la Facultad de Medicina de Yale y autor principal del estudio.
Los resultados apuntan a que, algún día, OrganEx o los componentes del sistema podrían aplicarse en el tratamiento de la isquemia y en la preservación de órganos para trasplantes, sobre todo en el caso de la "donación después de la muerte circulatoria", en la que los órganos donados han estado privados de circulación sanguínea durante algún tiempo antes del trasplante, escribió Porte en su comentario. Pero, de nuevo, es necesario investigar mucho más antes de que el sistema pueda aplicarse en cualquiera de los dos casos.
En el trabajo de seguimiento, el equipo de investigación quiere entender mejor cómo, dónde y hasta qué punto OrganEx restaura la función celular en diferentes órganos animales. Además, tendrán que evaluar si es necesario adaptar su solución sintética a los tejidos humanos y cómo hacerlo. Y hay que resolver los problemas éticos y prácticos antes de plantearse el uso del sistema en seres humanos vivos, dijo Latham en la sesión informativa.
"Hay que pensar: '¿Cuál es el estado al que se restablecería un ser humano si hubiera sido gravemente dañado por la isquemia y se le diera un perfusato que revirtiera parte de ese daño, pero no todo?", dijo. "El rescate de órganos y el mantenimiento de órganos para trasplantes es, en mi opinión, un objetivo clínico mucho más cercano y realista que podría basarse en este estudio".
