El último día de marzo, los cirujanos del Hospital General de Massachusetts comenzaron una operación que esperaban que pudiera conducir a un cambio permanente en la forma en que se trasplantan los riñones en las personas.
El paciente de esa mañana no era una persona. Era un cerdo, anestesiado sobre una mesa. Le faltaba un riñón y necesitaba un implante.
Si bien los riñones normalmente deben trasplantarse dentro de las 24 a 36 horas, el riñón que se implantará en el cerdo había sido extraído 10 días antes, congelado y luego descongelado temprano esa mañana.
Nunca antes se había trasplantado un órgano congelado a un animal grande. Había tantas cosas que podían salir mal.
«Creo que hay un 50 % de posibilidades de que funcione», declaró Korkut Uygun, profesor de cirugía y líder del equipo, antes de la cirugía. El Dr. Uygun forma parte del consejo asesor científico de Sylvatica Biotech Inc., empresa que desarrolla métodos de congelación para preservar órganos.
Pero la promesa de congelar y almacenar órganos es grande.
Existe una grave y continua escasez de riñones para trasplantes: más de 92.000 personas están en lista de espera. Una de las razones es que el plazo de 24 a 36 horas es tan breve que limita el número de receptores compatibles.
¡Cuánto mejor sería tener un banco de órganos almacenados y congelados para que un trasplante de órganos pudiera ser casi como una cirugía electiva!
Ése, al menos, ha sido el sueño de los cirujanos de trasplantes durante décadas.
Pero los intentos de los investigadores médicos de congelar órganos se vieron frustrados en cada oportunidad. En muchos casos, se formaron cristales de hielo que los destruyeron. En otras ocasiones, la sustancia destinada a detener la formación de cristales, un crioprotector, era tóxica y mataba células. O el órgano congelado se volvió tan frágil que se agrietó.
Entonces, dijo John Bischof, un investigador de criobiología de la Universidad de Minnesota que no participó en el proyecto del riñón de cerdo, incluso cuando la congelación parecía ir bien, existía el problema de descongelar el órgano.
Al congelar un órgano, los científicos intentaron asegurarse de que los cristales de hielo que se formaran fueran tan diminutos que no lo dañaran. Sin embargo, estos cristales tendían a crecer a medida que el órgano se calentaba, dañando células delicadas.
“Hay que correr más rápido que los cristales de hielo a medida que crecen”, dijo el Dr. Bischof.
“La idea fundamental fue: no se puede avanzar lo suficientemente rápido en el centro de un órgano si solo se calienta por los bordes”, dijo. “Si el calentamiento comienza solo en el exterior del órgano congelado, las diferencias de temperatura entre el borde y el centro del órgano pueden generar tensión que lo fractura, como un cubito de hielo que se agrieta al echarlo en una bebida”.
Añadió: “Hay que calentar uniformemente, desde el interior”.
Su colega, el Dr. Erik Finger, cirujano de trasplantes también de la Universidad de Minnesota que tampoco participó en el experimento de Mass General, dijo que si bien el congelamiento tenía que realizarse lentamente para evitar daños por hielo, el recalentamiento tendría que ser rápido, de 10 a 100 veces más rápido que el proceso de enfriamiento.
Los investigadores modificaron sus sistemas y finalmente aprendieron a congelar, descongelar y trasplantar riñones de ratas con éxito.
Pero los animales más grandes introdujeron nuevos problemas.
“Durante cuatro décadas, el recalentamiento 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 los diminutos órganos de rata ya no eran suficientes.
En el Hospital General de Massachusetts, los investigadores probaron un enfoque diferente. Empezó con Shannon Tessier, investigadora postdoctoral en el laboratorio del Dr. Uygun y ahora profesora asociada de cirugía en la Facultad de Medicina de Harvard. Forma parte del consejo asesor de Sylvatica Biotech y tiene una solicitud de patente relacionada con el método utilizado en la cirugía de marzo. Hace algunos años, estudiaba ranas de bosque canadienses.
Cuando el clima se enfría, el metabolismo de la rana cambia, lo que le permite congelarse. Todos sus procesos celulares se detienen. Su corazón se detiene. Está prácticamente muerta.
La rana es tan frágil que los trabajadores del laboratorio deben ser muy cuidadosos. «Puedes romperle el brazo si no tienes cuidado», dijo McLean Taggart, técnico del laboratorio.
“Shannon llegó al laboratorio y preguntó: ‘¿Es posible trasladar esto a órganos humanos?’”, comentó Taggart.
Esto dio lugar a un estudio para comprender cómo la rana entra en el estado de congelación profunda. Justo antes de hibernar, la rana comienza a producir grandes cantidades de glucosa. Esta glucosa se acumula en el interior de las células, donde reduce el punto de congelación del agua, impidiendo la formación de hielo.
Pero una rana es un anfibio. ¿Funcionaría un método así en un mamífero de sangre caliente o en sus órganos?
Resulta que sí. Un mamífero, la ardilla ártica, se sobreenfría cuando baja la temperatura mediante un método similar. Sus células alcanzan una temperatura inferior al punto de congelación del agua; se enfrían, pero no lo suficiente como para que se forme hielo. Su metabolismo se ralentiza tanto que no necesita comer.
Al igual que los investigadores anteriores, el grupo del Hospital General de Massachusetts (Mass General Hospital) comenzó con hígados de rata e intentó imitar el proceso. Decidieron trabajar con órganos recién extirpados, pero aún vivos, utilizando el mismo proceso que con la rana de bosque: enfriándolos lo suficiente para detener los procesos metabólicos, pero sin el riesgo de que se formaran grandes cristales de hielo.
Comenzaron infundiendo una glucosa artificial inmetabólica. El azúcar se acumula en las células, pero al ser inutilizable, estas entran en una especie de estado de animación suspendida, con sus procesos metabólicos en pausa.
Al mismo tiempo, los investigadores añaden un anticongelante diluido (propilenglicol) que repone el agua que queda en las células. Como resultado, se forma muy poco hielo en el interior de las células, que es donde se produce el daño por congelación de los órganos.
Su solución de almacenamiento es una mezcla de propilenglicol diluido y azúcar artificial, además de Snomax, la sustancia utilizada para fabricar nieve artificial en las pistas de esquí. Snomax crea diminutos cristales de hielo uniformes, lo que ayuda a garantizar que el hielo formado no cause daños.
Para descongelar los órganos, el grupo invierte el proceso, colocando los hígados en una solución tibia que contiene propilenglicol y glucosa artificial y diluyendo gradualmente los químicos hasta que desaparezcan.
Los investigadores dijeron que se necesitaron alrededor de cinco años de prueba y error para lograr el proceso correctamente.
El siguiente paso fue pasar a especies de mamíferos más grandes. Intentarían congelar y descongelar riñones de cerdo.
Su objetivo final era ambicioso: querían crear bancos de riñones de cerdo congelados que fueran modificados genéticamente para ser utilizados en pacientes humanos.
Otros cirujanos de trasplantes del hospital del Dr. Uygun están empezando a experimentar con riñones de cerdo modificados genéticamente. Los han trasplantado a varios pacientes humanos, con resultados dispares. El viernes, a una paciente cuyo riñón había durado más tiempo hasta la fecha (130 días) se le tuvo que extirpar porque su cuerpo lo rechazó .
Nadie sabía si el método utilizado por el Dr. Uygun y sus colegas tendría éxito.
“El protocolo se optimizó para hígados”, dijo el Dr. Uygun. “No creíamos que funcionaría”.
Pero lo hizo.
El equipo probó el método congelando y descongelando 30 riñones de cerdo, asegurándose de que los órganos se mantuvieran sanos tras la congelación. Descubrieron que podían mantener los riñones congelados hasta un mes sin daños aparentes.
Pero ¿funcionaría un riñón previamente congelado 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 había sido extraído.
A las 3 de la mañana el equipo comenzó a descongelar el riñón, un proceso que tomó dos horas.
A las 9 de la mañana, el Dr. Alban Longchamp y el Dr. Tatsuo Kawai, cirujanos de trasplantes del Mass General, abrieron el abdomen del cerdo y prepararon al animal para la cirugía.
A las 10:30 me cosieron el riñón.
El órgano gris blanquecino rápidamente se volvió rosado a medida que la sangre fluía hacia él.
Finalmente, el éxito: antes de coser al cerdo, los investigadores observaron cómo el riñón trasplantado producía orina.