/ viernes 11 de agosto de 2023

Corazones artificiales, a falta de donados

Los corazones cultivados en laboratorio trabajan para resolver la escasez de trasplantes de órganos, al combinar un corazón de cerdo limpio con las propias células madre del paciente

Las enfermedades cardíacas son la principal causa de muerte en el mundo. La Organización Mundial de la Salud estima que 17.9 millones de personas pierden la vida cada año, lo que representa el 32 por ciento de las muertes mundiales.

Doris Taylor es una científica que trabaja en medicina regenerativa e ingeniería de tejidos. Su trabajo se ha centrado en crear corazones humanos funcionales personalizados en un laboratorio que podría descartar la necesidad de donantes. Taylor ha llamado a estas piezas "corazones fantasma".

Puede interesarte: Por qué escasean ciertos medicamentos en el mundo

En marzo, Taylor habló en la Conferencia Imagine Solutions de 2023 en Naples, Florida, sobre el corazón fantasma y su viaje para crearlo. A continuación se editan las respuestas a las preguntas de The Conversation:

¿Cuáles son los mayores desafíos que enfrenta la donación de órganos en la actualidad?

Actualmente, los pacientes que necesitan un trasplante de corazón deben unirse a una lista de espera y los corazones están disponibles cuando alguien más ha muerto. Debido a que no hay suficientes corazones para todos, sólo los muy enfermos se ponen en la lista de espera.

Incluso cuando los órganos se trasplantan con éxito, no es un final de cuento de hadas de Hollywood. Una persona que recibe un trasplante de órgano básicamente cambia una enfermedad por otras complicaciones y enfermedades médicas. Los medicamentos tóxicos necesarios para prevenir el rechazo pueden causar presión arterial alta, diabetes, cáncer e insuficiencia renal. Estos son problemas médicos graves que también afectan a las personas emocional, financiera y físicamente.

Alrededor del 18 por ciento de las personas mueren en el primer año después de un trasplante.

¿Qué es un “corazón fantasma” y cómo funciona?

El corazón fantasma es un corazón cuyas células han sido removidas. Todo lo que queda es el marco del corazón, o andamiaje, se llama corazón fantasma porque la eliminación de las células hace que el corazón cambie de rojo a blanco. Un corazón humano no funcionaría como un andamio porque hay muy pocos disponibles para trabajar.

Foto: Ilustrativa cortesía | elsumario

Así que mi equipo y yo elegimos la siguiente mejor opción: un corazón de cerdo. Los corazones de cerdo son similares a los corazones humanos en términos de tamaño y estructura. Ambos tienen cuatro cámaras, dos aurículas y dos ventrículos, encargadas de bombear la sangre. Y las estructuras de corazones de cerdo, como las válvulas, se han utilizado en humanos de manera segura.

Para eliminar las células, el corazón de cerdo se lava suavemente a través de sus vasos sanguíneos con un detergente suave para eliminar las células. Este proceso se denomina descelurización por perfusión. Luego, el corazón sin células se puede sembrar con nuevas células, en este caso, las células de un paciente, formando así un corazón personalizado.

¿Qué papel juegan las células madre en la creación de un corazón?

Si alineara las células necesarias para un corazón humano de tamaño promedio de 350 gramos, se extenderían por 41 mil millas. Apilados uno encima del otro, equivaldrían a 2 mil millones de líneas de celdas, o lo suficiente para llenar siete pantallas de cine. Pero las células del corazón no se dividen. Si lo hicieran, los corazones probablemente podrían repararse solos.

El Sol de Zacatecas

El 70% de los casos de enfermedades cardíacas en el mundo se deben a "factores de riesgo modificable" / Cortesía

Las células madre, por otro lado, se dividen. También pueden formar células especializadas, en este caso, células del corazón. El Dr. Shinya Yamanaka, premio Nobel, descubrió un método para producir células madre a partir de la sangre o las células de la piel de un adulto. Mi equipo y yo empleamos este método para obtener células madre y luego cultivamos esas células en miles de millones. Después de eso, el equipo utilizó productos químicos para "diferenciarlos" en células del corazón. Empleamos este método para obtener billones y billones de células del corazón.

La primera vez que vi las células del corazón latiendo en un plato me cambió la vida. Pero mientras las células están vivas y laten, no son un corazón. Para ser un corazón, estas células deben colocarse en una forma que les permita convertirse en un órgano unificado, para madurar y poder bombear sangre. En un cuerpo humano, esto sucede durante el desarrollo; tuvimos que reproducir esa capacidad en el laboratorio.

En 2022, un corazón de cerdo que había sido modificado genéticamente para reducir el rechazo y mejorar la aceptación se trasplantó a un ser humano. ¿Por qué es mejor construir un corazón desde cero usando andamios de cerdo?

Permítanme ser clara: cualquier corazón es mejor que ningún corazón. Y el xenotrasplante, el proceso mediante el cual se trasplantan órganos de animales no humanos a humanos, abrió las puertas a todos los científicos en este campo.

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El paciente recibió un corazón de cerdo que había sido editado genéticamente. Se agregaron genes humanos y se eliminaron algunos genes de cerdo, pero el corazón seguía estando compuesto esencialmente por células de cerdo dentro de un andamio de cerdo. Como resultado, el individuo tuvo que tomar medicamentos contra el rechazo que suprimieron el sistema inmunológico. Y, sin que los médicos lo supieran, el corazón portaba un virus porcino que finalmente mató al paciente dos meses después del trasplante.

Creo que este tipo de problemas se evitan con el corazón fantasma. Mi equipo extrae el material celular de cerdo del andamio, dejando atrás solo la estructura de la proteína y los canales de los vasos sanguíneos. Las proteínas son tan similares a las proteínas de andamiaje humano que no parecen causar rechazo.


* Profesora de Medicina Regenerativa de la Universidad de New Hampshire.

Las enfermedades cardíacas son la principal causa de muerte en el mundo. La Organización Mundial de la Salud estima que 17.9 millones de personas pierden la vida cada año, lo que representa el 32 por ciento de las muertes mundiales.

Doris Taylor es una científica que trabaja en medicina regenerativa e ingeniería de tejidos. Su trabajo se ha centrado en crear corazones humanos funcionales personalizados en un laboratorio que podría descartar la necesidad de donantes. Taylor ha llamado a estas piezas "corazones fantasma".

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En marzo, Taylor habló en la Conferencia Imagine Solutions de 2023 en Naples, Florida, sobre el corazón fantasma y su viaje para crearlo. A continuación se editan las respuestas a las preguntas de The Conversation:

¿Cuáles son los mayores desafíos que enfrenta la donación de órganos en la actualidad?

Actualmente, los pacientes que necesitan un trasplante de corazón deben unirse a una lista de espera y los corazones están disponibles cuando alguien más ha muerto. Debido a que no hay suficientes corazones para todos, sólo los muy enfermos se ponen en la lista de espera.

Incluso cuando los órganos se trasplantan con éxito, no es un final de cuento de hadas de Hollywood. Una persona que recibe un trasplante de órgano básicamente cambia una enfermedad por otras complicaciones y enfermedades médicas. Los medicamentos tóxicos necesarios para prevenir el rechazo pueden causar presión arterial alta, diabetes, cáncer e insuficiencia renal. Estos son problemas médicos graves que también afectan a las personas emocional, financiera y físicamente.

Alrededor del 18 por ciento de las personas mueren en el primer año después de un trasplante.

¿Qué es un “corazón fantasma” y cómo funciona?

El corazón fantasma es un corazón cuyas células han sido removidas. Todo lo que queda es el marco del corazón, o andamiaje, se llama corazón fantasma porque la eliminación de las células hace que el corazón cambie de rojo a blanco. Un corazón humano no funcionaría como un andamio porque hay muy pocos disponibles para trabajar.

Foto: Ilustrativa cortesía | elsumario

Así que mi equipo y yo elegimos la siguiente mejor opción: un corazón de cerdo. Los corazones de cerdo son similares a los corazones humanos en términos de tamaño y estructura. Ambos tienen cuatro cámaras, dos aurículas y dos ventrículos, encargadas de bombear la sangre. Y las estructuras de corazones de cerdo, como las válvulas, se han utilizado en humanos de manera segura.

Para eliminar las células, el corazón de cerdo se lava suavemente a través de sus vasos sanguíneos con un detergente suave para eliminar las células. Este proceso se denomina descelurización por perfusión. Luego, el corazón sin células se puede sembrar con nuevas células, en este caso, las células de un paciente, formando así un corazón personalizado.

¿Qué papel juegan las células madre en la creación de un corazón?

Si alineara las células necesarias para un corazón humano de tamaño promedio de 350 gramos, se extenderían por 41 mil millas. Apilados uno encima del otro, equivaldrían a 2 mil millones de líneas de celdas, o lo suficiente para llenar siete pantallas de cine. Pero las células del corazón no se dividen. Si lo hicieran, los corazones probablemente podrían repararse solos.

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El 70% de los casos de enfermedades cardíacas en el mundo se deben a "factores de riesgo modificable" / Cortesía

Las células madre, por otro lado, se dividen. También pueden formar células especializadas, en este caso, células del corazón. El Dr. Shinya Yamanaka, premio Nobel, descubrió un método para producir células madre a partir de la sangre o las células de la piel de un adulto. Mi equipo y yo empleamos este método para obtener células madre y luego cultivamos esas células en miles de millones. Después de eso, el equipo utilizó productos químicos para "diferenciarlos" en células del corazón. Empleamos este método para obtener billones y billones de células del corazón.

La primera vez que vi las células del corazón latiendo en un plato me cambió la vida. Pero mientras las células están vivas y laten, no son un corazón. Para ser un corazón, estas células deben colocarse en una forma que les permita convertirse en un órgano unificado, para madurar y poder bombear sangre. En un cuerpo humano, esto sucede durante el desarrollo; tuvimos que reproducir esa capacidad en el laboratorio.

En 2022, un corazón de cerdo que había sido modificado genéticamente para reducir el rechazo y mejorar la aceptación se trasplantó a un ser humano. ¿Por qué es mejor construir un corazón desde cero usando andamios de cerdo?

Permítanme ser clara: cualquier corazón es mejor que ningún corazón. Y el xenotrasplante, el proceso mediante el cual se trasplantan órganos de animales no humanos a humanos, abrió las puertas a todos los científicos en este campo.

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El paciente recibió un corazón de cerdo que había sido editado genéticamente. Se agregaron genes humanos y se eliminaron algunos genes de cerdo, pero el corazón seguía estando compuesto esencialmente por células de cerdo dentro de un andamio de cerdo. Como resultado, el individuo tuvo que tomar medicamentos contra el rechazo que suprimieron el sistema inmunológico. Y, sin que los médicos lo supieran, el corazón portaba un virus porcino que finalmente mató al paciente dos meses después del trasplante.

Creo que este tipo de problemas se evitan con el corazón fantasma. Mi equipo extrae el material celular de cerdo del andamio, dejando atrás solo la estructura de la proteína y los canales de los vasos sanguíneos. Las proteínas son tan similares a las proteínas de andamiaje humano que no parecen causar rechazo.


* Profesora de Medicina Regenerativa de la Universidad de New Hampshire.

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