Convierten con éxito pulmones en órganos para trasplante universal

Al alterar el tipo de sangre de los pulmones, investigadores plantean la posibilidad de órganos universales para trasplantes.

Eran las 4 a. m. de una noche húmeda en St. Catharines, Ontario, y Elizabeth Ostrander no podía respirar.

La enfermedad pulmonar obstructiva crónica, complicada con neumonía, la estaba asfixiando, le dijeron los médicos ese día en 2016.

Si no hubiera llegado al hospital cuando lo hizo, habría muerto, recuerda Ostrander que le dijeron. Ella tenía poco más de 50 años.

Pasaría los siguientes cinco años enganchada a un tanque de oxígeno, con los cables enredándose a su alrededor mientras dormía.

La enfermedad incurable empeoró hasta que solo le quedó el 25% de su capacidad pulmonar.

Le resultaba tan difícil respirar que apenas podía cargar las compras desde su automóvil hasta la cocina, y mucho menos ser la “campista ávida” que era antes.

Tuvo que dejar de trabajar y fue colocada en la lista de espera de trasplante de pulmón.

Cuando llegó la pandemia de covid-19, pensó: “Nunca voy a recuperar mis pulmones”.

Finalmente lo hizo, el 13 de noviembre de 2021, pero tomó casi dos años de espera y tres falsas alarmas.

Ostrander estaba en el mismo aprieto que muchas personas que esperaban trasplantes.

Su tipo de sangre, B positivo, no era compatible con muchos órganos de donantes, y un trasplante no compatible sería catastrófico y mortal.

Pero una nueva investigación sugiere que esta barrera podría desaparecer si los órganos de los donantes fueran tratados con enzimas especiales que los hicieran compatibles con los receptores de cualquier tipo de sangre.

“Esta investigación es realmente un cambio de juego en el trasplante de órganos“, dijo Aizhou Wang, autora principal de un artículo publicado en Science Translational Medicine.

“Para la medicina moderna de trasplantes, la compatibilidad siempre es parte del criterio cuando se trata de encontrar el órgano adecuado para un receptor”.

Y el tipo de sangre es siempre una de las primeras consideraciones que limita qué órganos puede recibir un paciente, dijo.

Un hospital podría tener un órgano de donante, y es sano, tiene el tamaño adecuado para el paciente y está geográficamente cerca, pero si es un tipo de sangre incompatible, la respuesta inmune del receptor destruiría el órgano en las primeras 48 horas.

Este desajuste, determinado por una serie de soldados de infantería del sistema inmunitario en la superficie de los glóbulos rojos y los vasos sanguíneos, es un problema en los tres tipos de sangre principales: A, B y O.

Para los pacientes con sangre tipo O, que solo pueden reciben un órgano de otro donante O, su riesgo de morir mientras esperan un trasplante es un 20% más alto que para aquellos con otros tipos de sangre.

Las personas negras y latinas son más propensas que las personas blancas a tener sangre tipo O.

En el otoño de 2018, Wang se reunió con Marcelo Cypel, su supervisor y especialista en trasplantes de pulmón en el Instituto de Investigación del Hospital General de Toronto.

Estaban buscando un proyecto para que Wang enfocara su investigación postdoctoral, y un rincón del mundo científico estaba repleto de enzimas.

Más específicamente, la gente hablaba del trabajo dirigido por Stephen Withers en la Universidad de Columbia Británica.

Su equipo había descubierto un nuevo par de enzimas en el intestino humano que podían cambiar el tipo de sangre de A a O, y lo hacían extremadamente bien, mucho más eficientemente que cualquier otra enzima similar que se hubiera encontrado anteriormente.

Las enzimas giran como un par de tijeras afiladas, cortando cuidadosamente un azúcar llamado GalNAc de los antígenos A que recubren la superficie de los glóbulos rojos, así como las células de los pulmones, hasta que se asemejan al tipo de sangre O.

Withers se dio cuenta de que esa transformación podría neutralizar cualquier conflicto que pudiera surgir cuando los antígenos y los anticuerpos en guerra se encuentran durante un trasplante de órgano que no coincide.

En Cypel y Wang, Withers encontró investigadores dispuestos a explorar esa hipótesis.

Su investigación muestra una prueba de concepto: los pulmones de un donante tipo A podrían tratarse con las enzimas durante unas pocas horas y emerger con la apariencia celular de tener el tipo de sangre O.

Y los pulmones tratados no se dañaron cuando entraron en contacto con el plasma sanguíneo de O durante una simulación de trasplante.

“Como un camuflaje”, dijo Cypel.

Los anticuerpos “ya no reconocerán las células como de un tipo de sangre diferente”.

Alrededor del 85% de las personas tienen el tipo de sangre A u O, por lo que la ingeniería de compatibilidad de órganos entre los grupos ampliaría enormemente las opciones de trasplante para estos pacientes, dijo Cypel.

Si los médicos pudieran eliminar por completo la coincidencia del tipo de sangre ABO de la ecuación, eso eliminaría un obstáculo logístico importante y llevaría los órganos a los pacientes que los necesitan más rápidamente.

“Tiene el potencial, y subrayaría ‘potencial’, para expandir el grupo de donantes de manera significativa.

Y tenemos que pensar en alguna forma de hacerlo, dado que todavía hay una mortalidad significativa en la lista de espera de trasplantes de pulmón”, dijo David Weill, exdirector del programa de trasplantes de pulmón de la Universidad de Stanford.

A pesar de un marcado aumento en las donaciones de órganos durante la última década, la demanda de trasplantes de pulmón a menudo no se satisface, según los informes anuales de Organ Procurement and Transplantation Network.

Más del 20% de los pacientes en lista de espera para donantes de pulmón esperan más de un año.

Cada año, “cientos de pacientes mueren esperando un trasplante de pulmón debido a la falta de disponibilidad de órganos compatibles“, dijo Nirmal Sharma, director médico del Programa de Trasplante de Pulmón en el Hospital Brigham and Women’s.

Cypel, cirujano torácico, fue uno de los investigadores que desarrolló la perfusión pulmonar ex vivo (EVLP), un método para conservar los pulmones a la temperatura corporal en una incubadora que imita el entorno del cuerpo humano.

También se ha descubierto que EVLP es una forma efectiva de tratar los pulmones menos saludables y probar cómo podrían funcionar en el cuerpo humano.

Después de probar las enzimas en los glóbulos rojos y las aortas humanas, el grupo de investigación canadiense multidisciplinario de Cypel usó EVLP para tratar los pulmones humanos y luego exponerlos al plasma sanguíneo O.

Fue una solución inteligente que surgió de la necesidad.

Los investigadores no pudieron tomar la ruta habitual, desde modelos de animales pequeños (roedores) fáciles de controlar hasta animales grandes y luego humanos, porque no hay una lista comparable de tipos de sangre en animales.

“Simplemente nunca había pensado en usar la tecnología de estos dispositivos de esta manera.

En otras palabras, sabía todo sobre el tipo de tratamiento que se puede hacer a los órganos mientras están en los dispositivos.

No sabía que podíamos cambiar la compatibilidad ABO”, dijo Weill, miembro de la junta directiva de TransMedics, creadora de una máquina de almacenamiento de órganos de la competencia.

Cypel es fundador y accionista de Traferox Technologies, que desarrolla métodos alternativos de almacenamiento de pulmones, incluida una máquina EVLP.

También es consultor de Lung Bioengineering e inventor de una patente para el uso de estas enzimas reductoras de azúcar para cambiar los tipos de sangre en los órganos humanos.

Las limitaciones clave del estudio se derivan del hecho de que los pulmones tratados no se implantaron en una persona real, dijeron varios especialistas en trasplante de pulmón.

La ejecución de plasma sanguíneo de O a través de EVLP puede desencadenar una interacción comparable a lo que sucedería en el cuerpo humano.

Pero el sistema inmunológico del cuerpo es mucho más complejo en la vida real y podría presentar algunos desafíos adicionales.

“Sigue siendo plasma aislado.

No está conectado a un receptor real que tiene una médula ósea activa, puede tener una producción activa de anticuerpos porque las células T y las células B pueden activarse”, dijo Matthew Bacchetta, presidente del Departamento de Cirugía Torácica del Centro Médico de la Universidad de Vanderbilt.

El siguiente paso será probar este tratamiento de órganos contra todo el arsenal de herramientas que utiliza el cuerpo humano para destruir lo desconocido.

Además, el corte de cabello enzimático no es permanente; los antígenos, como el cabello, reaparecen en la superficie de las células en algún momento, lo que genera dudas sobre si el cuerpo podría tener una respuesta negativa a un trasplante no coincidente en algún momento después de la ventana inicial de 24 horas posterior al trasplante.

Wang, el autor principal, está de acuerdo en que se necesita más investigación.

“Reconocemos que estamos eliminando solo el antígeno, no la maquinaria del cuerpo que produce estos antígenos“, dijo Wang.

“Entonces, con el tiempo, esperamos que vuelvan a crecer gradualmente. ¿Pero qué tan rápido? Actualmente estamos tratando de estudiar eso”.

Para personas como Ostrander, que esperaron dos años para tener nuevos pulmones, los órganos universales marcarían una gran diferencia, devolviéndoles años de su vida.

“Hubiera cambiado toda mi vida”, dijo.

“Hubiera podido hacer más en ese entonces en lugar de estar tan limitada”.

Fuente: Science Translational Medicine