Qué son los xenotrasplantes y por qué se utilizan órganos de cerdo

La escasez de órganos humanos para la realización de trasplantes es un problema serio a nivel mundial. En un avance científico que promete revolucionar el campo de los trasplantes y ofrecer una solución a la crítica escasez mundial de órganos disponibles para trasplantes, investigadores en Estados Unidos, en colaboración con la empresa de biotecnología EGenesis de Boston, han logrado un hito en la ciencia de los xenotrasplantes esta semana.

Por solo poner un ejemplo de la importancia de este avance, solo en Argentina, en este momento hay 7061 personas que necesitan un órgano, según el Incucai, instituto que coordina la ablación e implante. Es decir que hay médicos, quirófanos y profesionales para hacer las operaciones, pero no hay órganos.

El Hospital General de Massachusetts (Estados Unidos) ha realizado el primer trasplante exitoso del mundo de un riñón de cerdo modificado genéticamente a un hombre de 62 años que padecía de enfermedad renal terminal (ERT). La cirugía tuvo lugar el pasado sábado 16 de marzo y duró unas cuatro horas.

Este procedimiento marca un hito importante en la búsqueda de proporcionar órganos más fácilmente disponibles a los pacientes. “Los investigadores y médicos de Mass General Brigham están constantemente superando los límites de la ciencia para transformar la medicina y resolver importantes problemas de salud que enfrentan nuestros pacientes en su vida diaria”, ha afirmado la presidenta y directora ejecutiva de Mass General Brigham, Anne Klibanski.

“Casi siete décadas después del primer trasplante de riñón exitoso, nuestros médicos han demostrado una vez más nuestro compromiso de brindar tratamientos innovadores y ayudar a aliviar la carga de la enfermedad para nuestros pacientes y otras personas en todo el mundo”, agregó la experta sobre este procedimiento que abre nuevas vías de esperanza para miles de pacientes en espera de un trasplante, señalando un futuro en el que la edición genética y el uso de órganos de cerdos humanizados podrían ser clave para superar la escasez de órganos humanos.

“Estamos ante un estudio de gran trascendencia”, afirma Marc Güell, cofundador de EGenesis y responsable del Grupo de Investigación en Biología Sintética Traslacional de la Universidad Pompeu Fabra, en declaraciones a EFE. Güell destaca el potencial de este avance para abordar uno de los mayores desafíos médicos contemporáneos: la alarmante insuficiencia de órganos disponibles para trasplantes.

Tatsuo Kawai, catedrático de Cirugía de Transplantes de la Facultad de Medicina de Harvard y Cirujano del Hospital General de Massachusetts, subraya la importancia de este avance: “Con este estudio hacemos un notable progreso en la edición del genoma porcino para minimizar el rechazo”. Kawai también enfatiza la mejora en la compatibilidad del receptor y la capacidad de abordar el riesgo de transmisión viral, sentando las bases para futuras aplicaciones en trasplantes humanos.

Los xenotrasplantes (del griego xenos, que significa extraño, extranjero) son trasplantes de órganos entre especies distintas, por ejemplo entre cerdos y humanos. Fueron propuestos hace más de 30 años para suplir la falta de órganos que requieren las personas que están en las listas de espera.

Según explica el Ministerio de Salud de Argentina, se trata de “un trasplante de órganos animales a hombres con finalidad clínica”. “El rechazo inmunológico constituye su principal limitación, siendo tanto más intenso cuanto el animal esté filogenéticamente más alejado del hombre. La fuente más idónea de órganos xenotrasplantables es el cerdo. La biotecnología estudia cómo evitar los fenómenos de rechazo y para ello apunta a la obtención de cerdos transgénicos capaces de anular la activación del sistema complemento humano”.

Los órganos que se pueden donar son: riñones, corazón, hígado, páncreas, intestinos, pulmones, piel, hueso, médula ósea y córnea. La mayoría de las donaciones se dan cuando el donante fallece, pero algunas de ellas pueden ser en vida.

Los riñones de cerdo, modificados mediante técnicas avanzadas de edición genética para ser más compatibles con el sistema inmunológico humano, han demostrado en estudios anteriores ser prometedores para su uso en trasplantes humanos debido a su similitud en forma y función con los órganos humanos.

Sin embargo, dos grandes desafíos han obstaculizado su implementación práctica:

1. el rechazo inmunológico
2. el riesgo de zoonosis o transmisión de virus de animales a humanos

El equipo de investigadores abordó estos desafíos eliminando específicamente tres genes en los cerdos que causaban una respuesta inmune inmediata en humanos y desactivando retrovirus endógenos porcinos para reducir el riesgo de transmisión de enfermedades.

Además, el estudio incorporó siete transgenes humanos en los riñones porcinos, lo que mejoró significativamente su compatibilidad con el sistema inmunitario del receptor, permitiendo a los órganos trasplantados en macacos cynomolgus sobrevivir un promedio de 176 días sin modificaciones adicionales, y más de dos años (758 días) cuando se combinaron con tratamientos inmunosupresores.

Estos órganos “humanizados” no solo sobrevivieron durante periodos sin precedentes, sino que también demostraron capacidades funcionales remarcables, cumpliendo con las necesidades de filtración de metabolitos de los primates receptores, con un solo riñón porcino proporcionando una función renal adecuada.

El xenotrasplante es una técnica prometedora que puede proporcionar una solución para la escasez de órganos humanos disponibles para trasplantes. Los estudios realizados en animales, en particular en cerdos, han demostrado que es posible realizar trasplantes de órganos y tejidos xenotrasplantados en seres humanos. Sin embargo, todavía se necesitan más investigaciones y estudios clínicos para garantizar la seguridad y eficacia de esta técnica.

El avance en xenotrasplantes, basado en la combinación de edición genética y técnicas sofisticadas de inmunosupresión, no solo amplía las fronteras de lo que es posible en medicina traslacional, sino que también representa una luz de esperanza para miles de pacientes con enfermedades potencialmente mortales, como la insuficiencia renal, para quienes el trasplante es a menudo la única opción viable de tratamiento.

Los trasplantes de corazón, hígado y riñón de fuentes no humanas, particularmente de cerdos genéticamente modificados, se perfilan ahora más que nunca como una solución real y próxima para la crisis global de escasez de órganos.

Este estudio marca un punto de inflexión en la búsqueda de alternativas viables para el trasplante de órganos y subraya el papel fundamental de la biotecnología y la ingeniería genética en el futuro de la medicina traslacional. La supervivencia prolongada de estos órganos en modelos animales cercanos a los humanos pone de manifiesto el potencial de los xenotrasplantes para salvar vidas en el futuro cercano.

“Estamos agradecidos por la valiente contribución del paciente y por el avance de la ciencia de los trasplantes”, ha señalado el director del Centro Legorreta para la Tolerancia Clínica de Trasplantes, Mike Curtis. “Felicitamos a nuestros colaboradores del MGH por este hito histórico. También reconocemos el trabajo y la dedicación del equipo de eGenesis que hizo posible este logro. Esto representa una nueva frontera en medicina y demuestra el potencial de la ingeniería genómica para cambiar las vidas de millones de pacientes en todo el mundo que padecen insuficiencia renal”, añade.

1. El primer paso para crear un órgano en cerdo apto para ser trasplantado a un humano es realizar 69 cambios genéticos en tres categorías principales. Los científicos anularon o eliminaron tres genes porcinos que provocan el rechazo inmediato del sistema inmunitario humano. Añadieron siete genes humanos para que el tejido porcino pareciera más humano a las células inmunitarias e inactivaron genes virales en las células porcinas que podrían causar infecciones. También utilizaron un cóctel único de tratamientos con anticuerpos para amortiguar aún más la reacción inmunitaria y dar al riñón trasplantado las máximas posibilidades de sobrevivir en el paciente. Es decir, modificaron genéticamente el ADN del cerdo con 10 genes que son suprimidos o insertados. Para tratar de engañar al sistema inmunitario del receptor se pueden realizar diversas modificaciones genéticas en las células del animal donante. Por ejemplo, se puede inactivar un gen cuya enzima resultante añade azúcares a las proteínas de las membranas celulares del cerdo. El ser humano no cuenta con este gen, por eso las proteínas de las membranas celulares humanas no tienen estos azúcares. Al ser eliminado de las células del cerdo donante, el cuerpo humano creerá que las células de ese cerdo son humanas.
2. Luego se implanta un embrión de cerdo con un gen modificado en una cerda sustituta. Se pueden añadir al cerdo modificaciones genéticas adicionales para que expresen genes humanos que codifiquen proteínas con capacidad inmunomoduladora, como la proteína CD46, que son capaces de reducir o controlar un posible rechazo.
3. La cerda da a luz lechones con sistemas inmunológicos modificados y más compatibles con los humanos
4. El timo del cerdo, una pequeña glándula que produce glóbulos blancos, es unido a uno de sus riñones. Esta glándula llamada timo juega un papel clave en el sistema inmune ya que fabrica glóbulos blancos que actúan como un pequeño ejército de defensas que ayudan a luchar contra una posible infección.
5. Finalmente, durante el trasplante, el cirujano coloca el órgano en el receptor humano

Infografías: Marcelo Regalado