El nuevo método OrganEx para revivir órganos y tejidos de cerdo desarrollado por investigadores estadounidenses y neerlandeses, encabezados por Nenad Sestan, de la Escuela de Medicina de la Universidad de Yale, podría tener futuras aplicaciones en la preservación de órganos humanos para trasplantes.
En el artículo científico publicado en abril de 2019 en la revista Nature, que causó gran controversia, los investigadores reportaron haber observado que las neuronas podían transmitir una señal, pero nunca detectaron patrones eléctricos coordinados que demostraran la actividad en todo el cerebro y tampoco ninguna asociación con la conciencia.
Se puede aplicar a órganos específicos como lo demostró este mismo equipo de científicos en 2019, al lograr restaurar algunas funciones metabólicas del cerebro de cerdos que tenían cuatro horas de haber muerto, con un sistema que llamaron BrainEx y que es el antecedente de OrganEx.
Luego de someterlos a la perfusión de BrainEx descubrieron que las neuronas y otras células cerebrales habían reiniciado algunas de sus funciones metabólicas normales, como consumir azúcar y producir dióxido de carbono, y que el sistema inmunológico del cerebro parecía estar funcionando.
“Se trata de un estudio realmente notable e increíblemente significativo”, señala Sam Parnia, de la Universidad de Nueva York, en entrevista. “Demuestra que, tras la muerte, las células de los órganos de los mamíferos (incluidos los humanos), como el cerebro, no mueren hasta pasadas muchas horas, es decir, hasta bien entrado el periodo post mortem”.
Se puede aplicar a órganos específicos como lo demostró este mismo equipo de científicos en 2019, al lograr restaurar algunas funciones metabólicas del cerebro de cerdos que tenían cuatro horas de haber muerto, con un sistema que llamaron BrainEx y que es el antecedente de OrganEx.
Hasta entonces se sabía que los cerebros de los mamíferos son muy sensibles a la disminución de los niveles de oxígeno y la interrupción del flujo sanguíneo por cortos periodos, que conducen a un rápido agotamiento de las reservas de oxígeno y energía, lo que causa la muerte neuronal, daño cerebral irreparable y la muerte.
en abril de 2019 los investigadores pudieron mantener vivos los cerebros de los cerdos hasta 36 horas después de su muerte.
Pero los investigadores pudieron mantener vivos los cerebros de los cerdos hasta 36 horas, con lo cual desafiaron los conocimientos establecidos que sostenían que la muerte celular del cerebro es un proceso rápido e irreversible.
Analizaron si esta cascada de eventos dañinos es inevitable en un período de tiempo corto, después de la interrupción del flujo sanguíneo y lograron demostrar que ciertas actividades celulares del cerebro tienen la capacidad de ser parcialmente restauradas, incluso horas después de la muerte.
Una de las grandes aportaciones de esta investigación, apoyada por la iniciativa BRAIN (cerebro) de los Institutos Nacionales de la Salud de Estados Unidos, es que brinda la posibilidad de contar con una herramienta experimental para estudiar la estructura y la función de cerebros intactos y completos de mamíferos.
Esto es muy útil para la experimentación científica ya que permite contar con un nuevo método para estudiar la compleja dinámica funcional de un cerebro post mortem intacto y aislado, para analizar las conexiones complejas, las funciones celulares y la actividad de circuitos neuronales necesarios para entender la complejidad del cerebro.
“Aquí se demuestra que nuestra convención social respecto a la muerte, es decir, como un fin absoluto en blanco y negro, no es científicamente válida”, expresa Sam Parnia. “Por el contrario, científicamente, la muerte es un proceso biológico que sigue siendo tratable y reversible durante horas después de producirse”.
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Reanimación cardiorrespiratoria
Ahora los científicos han extendido los resultados de BrainEx a todo el cuerpo y para ello realizaron modificaciones al perfusato, el líquido que contiene hemopure, una hemoglobina sintética, una especie de sangre artificial que transporta el oxígeno a los glóbulos rojos. También contiene 13 moléculas crioprotectoras y anticoagulantes que protegen las células y previenen coágulos, y antibióticos.
Este fluido puede aplicarse a múltiples órganos porcinos o a todo el organismo y ayuda a profundizar los análisis de tipos de células involucradas en la muerte, la isquemia y la reperfusión.
El equipo de científicos indica que con la tecnología OrganEx se podrían generar aplicaciones futuras como una mejor comprensión de la isquemia (reducción o interrupción del flujo sanguíneo) y avanzar en disciplinas clínicas para el tratamiento de personas que sufren accidentes cerebrovasculares y paros cardíacos, para ayudarles a recuperar la función cerebral conservando la función cardíaca, o bien, mejorar los métodos de reanimación cardiopulmonar extracorpórea.
“Aunque nuestros estudios demuestran una importante protección celular y procesos de reparación en órganos vitales en puntos de tiempo significativos, aún quedan preguntas sobre la recuperación de órganos durante un período prolongado”, dice Nenad Sestan.
Asimismo, indican los investigadores, es necesaria una mayor optimización y expansión de su tecnología para comprender completamente su efecto en tejidos isquémicos y su recuperación.
Aunque los resultados obtenidos in vivo con cerdos demuestran la promesa de cerrar las brechas entre la investigación básica sobre isquemia y la ciencia de la reanimación clínica, comprender la recuperación de la función cerebral requiere investigaciones más profundas, con una rigurosa revisión ética y bioética.
científicamente, la muerte es un proceso biológico que sigue siendo tratable y reversible durante horas después de producirse.
SAM PARNIA, de la Universidad de Nueva York.
Preservación de órganos para donación
“Otro de los grandes campos de aplicación es el obtener mejores técnicas de preservación de órganos humanos para trasplantes”, señala Nenad Sestan, en entrevista.
Los científicos pudieron reavivar órganos como corazón, cerebro, pulmones, páncreas, hígado y riñones, de cadáveres de cerdos una hora después de morir, por ello, consideran que con la reperfusión regional abdominal/torácica, se podría incrementar la disponibilidad de órganos para trasplantes en el futuro.
Hasta ahora, la donación de órganos después de la muerte se puede dividir en dos grandes categorías: la donación después de la muerte circulatoria y donación después de la muerte cerebral.
En la muerte cerebral se carece de función del tronco encefálico, pero se mantiene la circulación sanguínea y los órganos para donación tienen gran viabilidad para ser trasplantados. En cambio, en la muerte circulatoria se presentan daños cerebrales irreversibles, y los órganos también se deterioran al carecer de oxígeno, la viabilidad de un trasplante de este tipo es mucho menor.
En ambos casos, el método convencional para proteger los órganos para donación implica un enfriamiento rápido y almacenamiento estático en un líquido de conservación, entre la adquisición y la implantación del órgano. Esto reduce sustancialmente su metabolismo y sus requerimientos de oxígeno, pero no los elimina por completo.
Ante la escasez mundial de donantes de órganos, se han utilizado los métodos de perfusión para conservar los órganos como ECMO el cual permite la reoxigenación y la reanimación. Sin embargo, el sistema OrganEx permite no solo mantener la oxigenación y circulación del torrente sanguíneo de los pacientes, sino también mantener la viabilidad del órgano donado y evitar su muerte celular.
“En principio, podría ayudar a suministrar órganos de alta calidad a los millones de personas que esperan un trasplante en todo el mundo”, afirma Brendan Parent, director de investigación sobre ética y política de trasplantes de la Universidad de Nueva York, en un artículo de opinión en la revista Nature. “En Estados Unidos una estimación sugiere que la reserva de donantes podría aumentar un 20%” (leer en: https://www.nature.com/articles/d41586-022-02060-9).
El investigador indica que la mayoría de las donaciones de órganos se realizan después de la pérdida irreversible de todas las funciones cerebrales (conocida como muerte cerebral). Pero cada año, muchas más personas son declaradas muertas sobre la base de pérdida irreversible de circulación y respiración funcional, llamada muerte cardiorrespiratoria.
Por ejemplo, en los hospitales de Estados Unidos, de 2012 a 2016 hubo una muerte cerebral por cada 50 muertes cardiorrespiratorias, menciona Parent. Por ello, hay un gran interés en contar con mejores técnicas para preservar los órganos de los donantes que han sido declarados muertos, sobre la base de criterios cardiorrespiratorios, que podrían ser proporcionados a través de OrganEx.
Cual moderno Frankenstein, en un futuro próximo los médicos podrán ofrecer tratamientos novedosos para preservar y acceder a más órganos para trasplantes y salvar miles de vidas cada año.
