Ciencia y salud

Por José Antonio Lozano Teruel

Órganos humanos fabricados por cerdos

Sin duda, la protocolización y extensión de los trasplantes de órganos ha sido uno de los grandes avances de la Medicina en el siglo XX

Órganos humanos fabricados por cerdos
Sin duda, la protocolización y extensión de los trasplantes de órganos ha sido uno de los grandes avances de la Medicina en el siglo XX. Además, en este campo, España puede considerarse orgullosa de su carácter pionero.  Se han ido superando las dificultades técnicas e inmunológicas con lo que los trasplantes salvadores de vida han aumentado, pero existe un gran cuello de botella: la demanda de órganos supera en mucho la disponibilidad de los mismos.
 
La publicación Newsletter Transplant, editada por Rafael Matesanz, con el patrocinio, entre otros organismos, del Consejo de Europa, ofrece en su último informe del 2015, algunos datos interesantes sobre la situación mundial de los trasplantes al final del año 2014. Así, en los 28 países europeos estudiados se donaron se realizaron 31.890 trasplantes de órganos, siendo los más abundantes los renales (19670), seguidos de los hepáticos (7.390). El número de trasplantados en EE. UU fue 28.573 y de 15.461 en Iberoamérica. En todo el mundo el número de trasplantes registrado fue el de 118.127. En cuanto a listas de espera, supusieron unas 7.000 personas al final del año, en cuyo curso fallecieron otras 5.000 en espera. Ciñéndonos solo a España, las principales cifras de pacientes a la espera de trasplante fueron alrededor de 4.500 para riñón (además de más de 27.000 sometidos a diálisis), 750 hepáticos (unos 100 murieron durante el año, en la espera), 150 cardíacos (unos 20 fallecimientos en la espera), 290 pulmonares (22 fallecimientos y 110 pancreáticos (3 fallecimientos). En general, en el mundo, el número de trasplantes crece a un ritmo del 5,1% anual.
 
La conclusión es obvia: Hace falta disponer de más órganos para trasplantar. ¿Cómo lograrlo?
 
El sistema más directo, el del aumento del número de donantes, tiene sus límites y, en algunos casos será muy difícil conseguir aumentos significativos. Ello nos lleva a otras dos posibilidades: utilizar órganos procedentes de animales (xenotrasplantes) o fabricarlos de alguna manera. Son muchísimos los grupos de investigación en todo el mundo que han investigado al respecto durante los últimos años.
 
Los cerdos pueden ser la solución. Ya hacia el año 1150, Cofón el Joven escribió Anatomía Porci, un manual que era utilizado por los alumnos de medicina para estudiar anatomía, por el paralelismo existente entre el interior porcino y el humano, como también lo tiene la genética porcina y la humana.
 
Respecto a los xenotrasplantes de órganos porcinos a humanos, hace unos meses me ocupé del tema en otra divulgación (http://goo.gl/BlSBVg). Principalmente se ha trabajado con cerdos debido a que pueden ser criados en granjas, presentan un crecimiento rápido, el tamaño de sus órganos es similar al de los órganos humanos y gozan de una vida media-larga. Pero varios problemas no se habían podido solucionar: Uno de ellos es el rechazo, un proceso inmunológico reforzado por las barreras de la especie, mediante el cual el cuerpo de la persona que recibe el trasplante (receptor) intenta desembarazarse del mismo. Y otro es que, en su genoma, los cerdos poseen numerosos retrovirus endógenos (PERVs) que constituyen un grave peligro de enfermedades al introducir nuevos agentes infecciosos en la población humana. Por ello, el Consejo de Europa, con la oposición de España, decretó una moratoria sobre las investigaciones en xenotrasplantes el 30 de enero de 1999. La euforia existente respecto a las posibilidades de los xenotrasplantes se amortiguó hace años en todo el mundo hasta que, recientemente, la Ciencia puede cambiar la situación drásticamente.  Ello se debe al conocido método CRISPR-Cas9, bautizado por Jennifer Doudna como el “bisturí molecular” para editar el genoma. Como producto de una investigación básica, el microbiólogo alicantino Francis Mojica descubrió el sistema CRISPR-Cas9 en 1993, pero fue en el 2012 cuando Jennifer Doudna (Universidad de California) y Emmanuelle Charpentier (Instituto Max Planck) publicaron en la revista Science un trabajo en el que demostraban el potencial del sistema CRISPR-Cas9, como herramienta de edición genómica, también en células eucariotas. Pues bien, hace pocos meses, el genetista George Church, de la Harvard Medical School de Boston, reveló que usando esta revolucionaria y fantástica herramienta de biología molecular conocida con el nombre de CRISPR/Cas 9 su equipo investigador había modificado genéticamente más de 60 genes de embriones de cerdos de modo que creen que han podido resolver casi todos los problemas inmunológicos y de infecciones que, por ahora, impedían el xenotrasplante de órganos porcinos a humanos. Otros grupos de investigadores están siguiendo caminos parecidos. Deseemos que estos primeros datos se consoliden y se vuelva abrir una esperanza a la posibilidad de los xenotrasplantes.
 
Otra posibilidad diferente sería la de la fabricación biotecnológica de los órganos trasplantables, usando matrices de soporte adecuadas y cultivos celulares procedentes de células madre del paciente a trasplantar. Para tratar de hacer frente a la complejidad biológica de los órganos, que pueden elegir entre diversos enfoques de fabricación. Un método consiste en colocar las células en modelos simplificado de un órgano del tamaño de un portaobjetos de microscopio, que luego pueden ser conectados entre sí para investigar su interacción. Estos “órganos-chips en miniatura proporcionan una información única de la función del órgano o para aplicaciones tales como las pruebas de toxicidad de posibles fármacos candidatos. Otro enfoque alternativo es fomentar la capacidad de las células para auto-ensamblarse, con la esperanza de que van a desarrollar un órgano real. Si se consiguiera, tras la obtención del órgano en el laboratorio no se produciría ningún tipo de rechazo inmunológico. El problema de las matrices, con la impresión 3D puede resolverse con más facilidad. En cualquier caso, una reciente recapitulación del tema publicada en la revista Nature (http://goo.gl/89Ibbl) resume bien las posibilidades y los problemas existentes.
 
Otra posibilidad muy interesante sería la de conseguir que se desarrollasen verdaderos órganos humanos en cerdos. A algunos, esto le sonará a ciencia ficción, pero en una granja de la Facultad de Veterinaria de la Universidad de Murcia controlada por el Grupo de Investigación de Reproducción Animal dirigido por Emilio Martínez García, catedrático de Medicina y Cirugía Animal de la Universidad ya se está experimentando con decenas cerdos al respecto. Y en el proyecto colaboran personalidades científicas como Juan Carlos Izpisúa-Belmonte, del Instituto Salk de La Jolla (EE UU), investigadores del Clinic de Barcelona, el Dr. Pedro Guillén (Clínica Cemtro de Madrid) y otros investigadores de diferentes áreas ligados con la Universidad Católica de Murcia.
 
Y no es el único grupo en el mundo trabajando sobre el tema. Por ejemplo, también lo hace el de Hiromitsu Nakauchi, profesor en las Universidades de Tokio (Japón) y Stanford (EE UU). empleará células pluripotentes inducidas (iPS), que tienen capacidad para convertirse en cualquier tipo de tejido, para generar los órganos.
 
En el caso del grupo español la estrategia consistiría en modificar el ADN de los embriones porcinos, para conseguir que los cerdos no desarrollen alguno de sus órganos. A continuación, se usarían células rsPSC humanas (células orientadas en el espacio, una variedad de las iPS, células madre pluripotenciales) para que siembren el lugar ausente del órgano o tejido eliminado y lo repueblen, con lo que, durante el desarrollo embrionario se crearía el órgano deseado, pero con genoma humano. En los primeros ensayos ya han conseguido generar órganos así con animales de la misma especie (entre ratones o entre cerdos) y con especies diferentes, entre rata y ratón. Las primeras publicaciones al respecto se han realizado en revistas científicas de la máxima acreditación, como Nature o Cell.
 
En cualquier caso, para alcanzar el éxito deseado, el camino a seguir es difícil. Hay que identificar todos los genes responsables de la formación de un órgano en un animal, porque si no se logra podría formarse, por ejemplo, un hígado un 80% humano y un 20% porcino. Otra barrera es evitar el rechazo del órgano criado en un animal, aunque de origen humano.
 
¿Y los problemas ético-legales? En Estados Unidos ya están siendo cultivados órganos humanos parecidos en animales. Y el Gobierno británico también ha declarado su opinión favorable al respecto.
 
Más en:
 
http://goo.gl/aY3jCU