5 experimentos médicos punteros podrían ampliar nuestro suministro de órganos, desde cerdos editados genéticamente hasta embriones artificiales

Cerdos en una granja de prueba de la Universidad Ludwig-Maximilians de Munich en Oberschleissheim (Alemania) donde los científicos están usando la ingeniería genética para cultivar órganos de donantes en cerdos.
Cerdos en una granja de prueba de la Universidad Ludwig-Maximilians de Munich en Oberschleissheim (Alemania) donde los científicos están usando la ingeniería genética para cultivar órganos de donantes en cerdos.Lukas Barth/Reuters

El corazón de Leilani Graham se detuvo repentinamente por primera vez cuando ella tenía 13 años. Sufrió 3 paros cardíacos más hasta que, a los 24 años de edad, tuvo que someterse a un reemplazo cardíaco.

Esta joven tuvo suerte de conseguir un corazón para trasplante. De media, se estima que en la Unión Europea 11 personas mueren cada día esperando un trasplante. A finales del año pasado, la lista de espera para recibir un trasplante en España se situó en 4.762 pacientes.

Algunos ni siquiera llegan a estar en este listado.

Graham, en cambio, habría elegido un corazón diferente si hubiera tenido elección. Viniendo de un donante de 52 años, fue una donación arriesgada o "marginal", una de las muchas soluciones que se toman ante la falta de órganos en Estados Unidos.

Leilani Graham recibió un trasplante de corazón a los 24 años.
Leilani Graham recibió un trasplante de corazón a los 24 años.

Courtesy of Leilani Graham

Graham teme que, cuando llegue el momento de sustituir su corazón de nuevo, se encuentre debido a su edad más abajo en la lista que las personas que esperan su primer trasplante.

Entre retrasos mortales, donaciones marginales y preguntas éticas difíciles sobre a quién se le da prioridad para los trasplantes, la escasez de órganos que salvan vidas es una crisis médica. 

 

Por ello, los investigadores están buscando toda clase de soluciones, desde órganos de cerdo hasta conversiones de grupo sanguíneo, de forma que haya más corazones, pulmones y riñones disponibles.

"La idea de obtener un órgano que no necesariamente tiene que provenir de un donante muerto, que podría provenir de un cerdo modificado genéticamente, es algo que definitivamente me intriga", señala Graham a Business Insider. 

En la actualidad, forma parte de un comité asesor de ética para la investigación de trasplantes en el Hospital Langone de la Universidad de Nueva York, que incluye el estudio de estos órganos porcinos.

Leilani Graham sostiene su corazón original después de su procedimiento de trasplante.
Leilani Graham sostiene su corazón original después de su procedimiento de trasplante.

Courtesy of Leilani Graham

"Es una opción más atractiva para mí que usar donantes marginales", apunta ante la perspectiva de que los órganos de cerdo sean tan eficaces como los humanos.

Si bien gran parte de la escasez se debe a una logística y burocracia imperfectas más que a un suministro, la investigación de vanguardia podría hacer que los órganos (humanos, porcinos o sintéticos) sean más accesibles durante la vida de Graham.

Esto es lo que los investigadores están intentando.

Trasplantes de órganos de cerdos modificados genéticamente a humanos

David Bennett, a la derecha, con su cirujano, el doctor. Bartley Griffith, en el Centro Médico de la Universidad de Maryland.
David Bennett, a la derecha, con su cirujano, el doctor. Bartley Griffith, en el Centro Médico de la Universidad de Maryland.

University of Maryland School of Medicine

En enero, un equipo de cirujanos del Centro Médico de la Universidad de Maryland trasplantaron por primera vez un corazón de cerdo a un paciente humano. Los hospitales se habían negado a incluir al hombre, David Bennett, para un corazón humano porque los suministros son escasos y tenía antecedentes de no seguir las órdenes del médico. 

Por todo ello, el procedimiento de corazón de cerdo fue altamente experimental. "Tiene peligro escrito por todas partes", comentó por aquel entonces a Business Insider Arthur Caplan, profesor de bioética en la Universidad de Nueva York, calificando de milagro su supervivencia. 2 meses después, Bennett murió, posiblemente por un virus porcino que acechaba dentro de su nuevo corazón.

Trasplantan por primera vez con éxito un riñón de cerdo genéticamente modificado a un paciente humano

NYU Langone está adoptando un enfoque más progresivo para aprender a colocar órganos de cerdo en cuerpos humanos.

Este año, los investigadores trasplantaron riñones de cerdo modificados genéticamente a dos humanos fallecidos, y luego corazones de cerdo a dos humanos con muerte cerebral. Eventualmente, si los procedimientos como este continúan teniendo éxito, podrían pasar a ensayos clínicos de fase 1 con pacientes que proporcionen su consentimiento, como Bennett.

Un corazón humano después de la extracción, a la izquierda. Un corazón de cerdo modificado genéticamente para trasplante humano, a la derecha.
Un corazón humano después de la extracción, a la izquierda. Un corazón de cerdo modificado genéticamente para trasplante humano, a la derecha.

Joe Carrotta for NYU Langone Health, Hilary Brueck - Insider

"Habrá un proceso iterativo de aprendizaje, cambio de tácticas", señala Robert Montgomery, director del Instituto de Trasplantes Langone de la NYU, durante una conferencia de prensa en julio.

Según este especialista, los cerdos modificados genéticamente podrían convertirse en una "fuente renovable y sostenible de órganos, para que nadie tenga que morirse esperando".

Detener la descomposición de los órganos después de la muerte

Imágenes de trazados de electrocardiograma en el corazón (arriba) e inmunotinciones para albúmina en el hígado (abajo) en órganos perfundidos por métodos tradicionales (izquierda) y OrganEx (derecha).
Imágenes de trazados de electrocardiograma en el corazón (arriba) e inmunotinciones para albúmina en el hígado (abajo) en órganos perfundidos por métodos tradicionales (izquierda) y OrganEx (derecha).

David Andrijevic, Zvonimir Vrselja, Taras Lysyy, Shupei Zhang; Sestan Laboratory; Yale School of Medicine

En un estudio publicado en agosto, los investigadores de la Escuela de Medicina de Yale fueron capaces de restaurar los latidos del corazón de los cerdos muertos y detener la descomposición de los órganos, lo que aparentemente pudo paralizar la muerte celular. La técnica podría permitir a los médicos conservar muchos más órganos para donarlos después de la muerte.

Una hora después de que los cerdos murieran, los investigadores los conectaron a un sistema de bombas, calentadores y llenadores llamado OrganEx. Al enjuagar artificialmente los órganos de los cerdos con sangre mediante un proceso llamado perfusión, restauraron la función molecular y celular en el corazón, el cerebro, el hígado y los riñones.

Los corazones incluso se contrajeron para bombear sangre, lo que indica una actividad eléctrica renovada. También recuperaron la circulación sanguínea completa en los cuerpos de los cerdos. Eso sí, no se registró actividad eléctrica en el cerebro. De todos modos, es un avance:: saber que las células de los mamíferos pueden recuperarse después de que la sangre deje de fluir.

"Las células en realidad no mueren tan rápido como asumimos que lo hacen, lo que básicamente abre la posibilidad de intervención", según Zvonimir Vrselja, neurocientífico del equipo de investigación de Yale- "Si se interviene adecuadamente, tal vez podamos decirles que no mueran".

Cambiar el grupo sanguíneo de los órganos

Las enzimas se envían a un pulmón dentro de una máquina de perfusión en el laboratorio del doctor Marcelo Cypel.
Las enzimas se envían a un pulmón dentro de una máquina de perfusión en el laboratorio del doctor Marcelo Cypel.

UHN

La donación de órganos es especialmente compleja debido a que se requiere que el grupo sanguíneo sea compatible con la sangre del paciente trasplantado. Algunos investigadores están trabajando para eliminar ese escollo.

Un artículo publicado el pasado mes de febrero plasmó todo un hito en este campo: la eliminación de antígenos de tipo A, o moléculas de azúcar características, de la sangre de los pulmones humanos. 

Lo que suele pasar es que cuando una persona recibe un órgano no compatible, los antígenos del órgano activan la respuesta inmunitaria, que puede rechazarlo. Sin embargo, la sangre y los órganos tipo O no tienen antígenos y se pueden donar a cualquier persona de cualquier tipo de sangre. 

Lo que hicieron los científicos fue convertir los pulmones tipo A en pulmones universales. Aunque la conversión puede haber sido temporal, el siguiente paso será realizar más pruebas en ratones.

En el Centro Médico de la Universidad de Northwestern, otro equipo de cirujanos se inclinó por el reverso del enfoque anterior: optó por eliminar los antígenos de la sangre del paciente trasplantado. Usando este método por primera vez, trasplantaron pulmones y riñones no coincidentes a una paciente viva y la enviaron a casa en agosto, según recoge The Chicago Tribune.

Cultivo de órganos sintéticos a partir de células madre

La investigadora Stormy Chamberlain sostiene una bandeja de células madre en el Instituto de Células Madre de la Universidad de Connecticut.
La investigadora Stormy Chamberlain sostiene una bandeja de células madre en el Instituto de Células Madre de la Universidad de Connecticut.

Getty Images/Spencer Platt

Algunos científicos creen que algún día podrían desarrollar órganos sintéticos utilizando células madre, células no especializadas autorreplicantes que se desarrollan en todos los demás tipos de células de nuestro cuerpo.

En un artículo del pasado agosto, investigadores del Departamento de Genética Molecular de Weizman en Israel anunciaron que habían sido capaces de desarrollar embriones sintéticos a partir de células madre de ratón, sin óvulos, espermatozoides ni matriz. 

"El embrión es la mejor máquina para fabricar órganos y la mejor bioimpresora 3D; tratamos de emular lo que hace", reza el comunicado de Jacob Hanna, al frente del equipo de la investigación y fundador de Renewal Bio, centrada en convertir células madre en órganos para trasplantes. Por ahora, queda mucha investigación por delante. 

Engañar al cuerpo para que acepte un nuevo órgano sin medicamentos inmunosupresores

Los pacientes trasplantados normalmente tienen que tomar inmunosupresores por el resto de sus vidas.
Los pacientes trasplantados normalmente tienen que tomar inmunosupresores por el resto de sus vidas.

Joe McNally / Contributor / Getty

En junio, un equipo de médicos de Stanford anunció que habían trasplantado riñones nuevos a 3 niños que padecían una enfermedad genética rara. Los pacientes no precisaron inmunosupresores.

Lo habitual es que después de un trasplante, las personas precisen tomar medicamentos durante el resto de sus vidas para que sus organismos no ataquen el nuevo órgano. Esto no siempre evita el rechazo y aumenta significativamente el riesgo de cáncer y diversas infecciones.

Para los médicos, eliminar la necesidad de medicamentos inmunosupresores podría aumentar la calidad y la duración de la vida de los pacientes trasplantados.

"Todos los que conozco que son pacientes trasplantados se han protegido de la COVID y tuvieron que cambiar realmente su estilo de vida durante los últimos dos años. Así que deshacerse de la inmunosupresión sería increíble". Es la perspectiva de Graham.

Estos médicos de Stanford primero inyectaron a los niños células madre de la médula ósea de sus padres, que también eran sus donantes de órganos. La apuesta era que estas células madurasen y se convirtiesen en células inmunitarias, mejorando las defensas para aceptar estos nuevos órganos. 

Entre 5 y 10 meses después, los riñones fueron trasplantados. 2 o 3 años después de los procedimientos, los niños estaban de vuelta en la escuela, practicando deportes, sin signos de enfermedad y sin inmunosupresores, tal y como informaron los médicos.

"Simplemente, creo que es importante resaltar el buen trabajo que los médicos están haciendo para tratar de aumentar la calidad de vida y luego la valentía de los pacientes que están dispuestos a someterse a ella", señala Graham.

Hilary Brueck y Marianne Guenot contribuyeron a este reportaje.

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