Este riñón se congeló durante 10 días. ¿Podrían los cirujanos trasplantarlo?
El último día de marzo, los cirujanos del Hospital General de Massachusetts comenzaron una operación que esperaban que pudieran conducir a un cambio permanente en cómo se trasplantan los riñones en las personas.
El paciente de esa mañana no era una persona. Era un cerdo, yacía anestesiado en una mesa. Al cerdo le faltaba un riñón y necesitaba un implante.
Si bien los riñones generalmente deben ser trasplantados en 24 a 36 horas, el riñón que entraba al cerdo había sido retirado 10 días antes, congelado y luego descongelado temprano esa mañana.
Nunca antes nadie había trasplantado un órgano congelado en un animal grande. Hubo tanto que podría salir mal.
«Creo que hay alrededor de un 50 por ciento de posibilidades de que funcione», dijo Korkut Uygun, profesor de cirugía y líder del equipo, antes de la cirugía. El Dr. Uygun se encuentra en la Junta Asesora Científica de Sylvatica Biotech Inc., una compañía que está desarrollando métodos de congelación para preservar los órganos.
Pero la promesa de congelar y almacenar órganos es excelente.
Hay una escasez severa y continua de riñones para los trasplantes, más que 92,000 La gente está en listas de espera. Una razón es que la ventana de 24 a 36 horas es tan breve que limita la cantidad de destinatarios que son buenos partidos.
Cuánto mejor podría ser tener un banco de órganos almacenados y congelados para que un trasplante de órganos pueda ser casi como una cirugía electiva.
Ese, al menos, ha sido el sueño de décadas de cirujanos de trasplante.
Pero los intentos de los investigadores médicos de congelar los órganos fueron frustrados a cada paso. En muchos casos, los cristales de hielo formaron y destruyeron los órganos. Otras veces, la sustancia destinada a evitar que se formen los cristales, un crioprotectante, era células tóxicas y asesinadas. O el órgano congelado se volvió tan frágil que se agrietó.
Luego, dijo John Bischof, un investigador de criobiología de la Universidad de Minnesota que no participó en el proyecto de riñón de cerdos, incluso cuando la congelación parecía ir bien, estaba el problema de descongelar el órgano.
Cuando congelaron un órgano, los científicos intentaron asegurarse de que cualquier cristal de hielo que se formara fuera tan pequeño que no dañaron el órgano. Pero esos cristales tenían una tendencia a crecer a medida que el órgano se calentaba, cortando células delicadas.
«Tienes que superar a los cristales de hielo a medida que crecen», dijo el Dr. Bischof.
«La visión esencial fue: no puedes ir lo suficientemente rápido en el medio de un órgano si todo lo que haces es calentarlo en los bordes», dijo. «Si la calefacción comienza solo en el exterior del órgano congelado, las diferencias de temperatura desde el borde hasta el centro del órgano pueden provocar estrés que fractura el órgano como un cubo de hielo que se agrieta cuando lo pones en tu bebida».
Agregó: «Tienes que calentar de manera uniforme, desde adentro».
Su colega, el Dr. Erik Finger, un cirujano de trasplante también en la Universidad de Minnesota que tampoco estaba involucrado en el experimento general de la masa, dijo que si bien la congelación tenía que tener lugar lentamente para evitar el daño del hielo, el resaltado tendría que ir rápido, de 10 a 100 veces más rápido que el proceso de enfriamiento.
Los investigadores jugaron con sus sistemas, finalmente aprendieron a congelar, descongelar y trasplantar riñones de ratas.
Pero los animales más grandes introdujeron nuevos problemas.
«Durante cuatro décadas, el recalecimiento fue el problema», dijo el Dr. Finger. «Pero a medida que aumenta el tamaño del órgano, el enfriamiento se convierte en un problema». De repente, los crioprotectores que funcionaban con pequeños órganos de rata ya no eran suficientes.
En Massachusetts General, los investigadores intentaron un enfoque diferente. Comenzó con Shannon Tessier, un becario postdoctoral en el laboratorio del Dr. Uygun y ahora profesor asociado de cirugía en la Facultad de Medicina de Harvard que se encuentra en una junta asesora de Sylvatica Biotech y tiene una aplicación de patente relacionada con el método utilizado en la cirugía de marzo. Hace algunos años, estaba estudiando ranas de madera canadienses.
Cuando el clima se vuelve frío, el metabolismo de la rana cambia, lo que le permite congelarse. Todos sus procesos celulares se detienen. Su corazón se detiene. Está esencialmente muerto.
La rana es tan frágil que los trabajadores de laboratorio han sido muy gentiles. «Puedes romper el brazo si no tienes cuidado», dijo McLean Taggart, un técnico en el laboratorio.
«Shannon entró en el laboratorio y dijo: '¿Es posible traducir esto a los órganos humanos?'», Dijo el Sr. Taggart.
Eso llevó al trabajo para aprender cómo la rana entra en su congelación profunda. Justo antes de hibernar, la rana comienza a producir grandes cantidades de glucosa. La glucosa se acumula dentro de las células, donde reduce el punto de congelación del agua, evitando que se forme hielo.
Pero una rana es un anfibio. ¿Algo como ese método funcionaría en un mamífero de sangre caliente o en sus órganos?
Resulta que sí. Un mamífero, la ardilla ártica, se superpone cuando la temperatura cae utilizando un método similar. Sus células alcanzan una temperatura por debajo del punto de congelación del agua, frío, pero no lo suficiente para que se forme hielo. Su metabolismo se ralentiza tanto que no tiene que comer.
Al igual que los investigadores antes que ellos, el grupo de Mass General comenzó con hígados de rata e intentó imitar el proceso. Decidieron trabajar con órganos recientemente eliminados pero aún vivos usando el mismo proceso que la rana de madera, enfriándolos lo suficiente como para detener los procesos metabólicos, pero no lo suficiente como para arriesgar la formación de grandes cristales de hielo.
Comenzaron infundiendo una glucosa artificial que no se puede metabolizar. El azúcar se acumula en las células, pero debido a que es inutilizable, las células entran en una forma de animación suspendida, sus procesos metabólicos se detienen.
Al mismo tiempo, los investigadores agregan un anticongelante diluido, propilenglicol, que reemplaza el agua dejada en las células. El resultado es que se forma muy poco hielo dentro de las células, que es donde se produce daños por congelación de órganos.
Su solución de almacenamiento es una mezcla del propilenglicol diluido y el azúcar artificial, además de Snomax, la sustancia utilizada para hacer nieve artificial en pistas de esquí. Snomax crea pequeños cristales de hielo uniformes, lo que ayuda a garantizar que el hielo que se forma no cause daño.
Para descongelar los órganos, el grupo invierte el proceso, colocando a los hígados en una solución cálida que contiene propilenglicol y la glucosa artificial y diluye gradualmente los productos químicos hasta que se hayan ido.
Tomó unos cinco años de prueba y error para obtener el proceso correcto, dijeron los investigadores.
El siguiente paso fue moverse a especies de mamíferos más grandes. Intentarían congelar y descongelar riñones de cerdo.
Su objetivo final era ambicioso: les gustaría hacer bancos de riñones de cerdo congelados que se modificaron genéticamente para ser utilizados en pacientes humanos.
Otros cirujanos de trasplante en el Hospital del Dr. Uygun comienzan a experimentar con riñones de cerdo modificados genéticamente. Los han trasplantado a varios pacientes humanos, con resultados mixtos. El viernes, un paciente cuyo riñón había durado más tiempo hasta ahora, 130 días, tuvo que eliminarlo porque su cuerpo lo rechazó.
Nadie sabía si el método utilizado por el Dr. Uygun y sus colegas tendría éxito.
«El protocolo estaba optimizado para los hígados», dijo el Dr. Uygun. «No pensamos que funcionaría».
Pero lo hizo.
El equipo probó el método, congelando y descongelando 30 riñones de cerdo, asegurándose de que los órganos se mantuvieran saludables después del proceso de congelación. Aprendieron que podían mantener los riñones congelados hasta un mes sin daños obvios.
¿Pero un riñón previamente congelado funcionaría si fuera trasplantado a un cerdo?
En la prueba de marzo, el riñón había permanecido congelado durante 10 días y debía ser trasplantado nuevamente al cerdo del que se había tomado.
A las 3 de la mañana, el equipo comenzó a descongelar el riñón, un proceso que tomó dos horas.
A las 9 am, el Dr. Alban Longchamp y el Dr. Tatsuo Kawai, cirujanos de trasplante en Mass General, abrieron el abdomen del cerdo y prepararon el animal para la cirugía.
A las 10:30, cosieron el riñón.
El órgano gris blanquecino rápidamente se volvió rosa cuando la sangre fluía hacia él.
Finalmente, éxito: antes de coser el cerdo, los investigadores vieron cómo el riñón trasplantado producía pipí.
