Progresos de la investigación en trasplante de órganos xenogénicos
En 1920, el médico ruso Serge Voronoff implantó rodajas de testículos de chimpancé en el escroto de hombres ancianos para inyectar vitalidad juvenil a sus pacientes. Diez años después, cientos de personas se han sometido a este procedimiento. Después de la cirugía, las mujeres también reciben trasplantes de tejido de ovario de orangután para tratar los síntomas de la menopausia. Algunos órganos simples se han cultivado con éxito según el método de Doris. En 2008, la paciente Claudia Castillo recibió un órgano de trasplante traqueal que provenía de un donante fallecido. tráquea del donante, la cortó en tamaño y luego la colocó en el andamio del entorno de cultivo de células madre extraída del cuerpo de Claudia, y finalmente se desarrolló en el tejido traqueal correspondiente.
Basándose en este experimento con ratones, también intentó repetidamente cultivar corazones e hígados de cerdo. El cultivo de órganos de cerdo será más sencillo, porque los cerdos son más grandes y es más fácil cultivar cerdos que cultivar cuerpos más grandes. Los órganos de ratón pequeños son más fáciles. Se espera que los órganos hepáticos descelularizados trasplantados crezcan antes que los corazones.
Otros grupos de investigación también están investigando el cultivo de hígados trasplantados. El científico Steven Badylak dijo que ahora han desarrollado una forma de cultivar la descelularización del hígado en ratones, pero esta tecnología aún no se ha publicado. Además, Martin Yarmush, líder del equipo de investigación del Hospital General de Massachusetts en Estados Unidos, desarrolló un órgano de hígado de ratón artificial trasplantable, demostrando así que los órganos trasplantados con función hepática se pueden cultivar en el laboratorio. Según Korkut Uygun, miembro del equipo de investigación, el objetivo final del equipo de investigación es cultivar órganos humanos descelularizados para trasplantes, no sólo simples órganos animales. El mayor desafío al que se enfrentan los órganos complejos cultivados como Doris es cómo garantizar que todas las células del órgano se mezclen con la sangre del paciente. Si no entra sangre, las células del centro del órgano trasplantado quedarán gravemente hipóxicas, lo que provocará una postratamiento. -Muerte de las células trasplantadas. Doris dijo que tenía una manera de superar esta dificultad. En enero de 2008, un equipo de investigación dirigido por ella logró un importante avance tecnológico. A partir de células cardíacas de ratones recién nacidos se hizo crecer un corazón que mantenía una forma tridimensional y estaba lleno de todos los vasos sanguíneos. Cuando implanten algunas células nuevas, crecerá el tejido de los vasos sanguíneos. Además, Doris dijo que pudieron recrear casi un sistema vascular completo con células, incluidas arterias, venas y capilares. Ella dijo: "Debido a que hemos desarrollado vasos sanguíneos, el nuevo órgano trasplantado puede conectarse naturalmente con el sistema de suministro de sangre del paciente". Durante el proceso de crecimiento del órgano cardíaco trasplantado, las células madre se convierten en células endoteliales en los ventrículos y las aurículas. y también puede formar vasos sanguíneos y células del músculo liso cardíaco.
David Cooper, de la Facultad de Medicina de la Universidad de Pittsburgh, uno de los principales desarrolladores de tecnología de trasplante de órganos xenogénicos, señaló que los corazones de cerdo "desnudos" todavía portan antígenos alfa-Gal y el sistema de inmunidad humana puede reconocerlos. y ser atacado por él. Sin embargo, Chris Mason, profesor de medicina regenerativa del University College de Londres, señaló que muchos de los órganos descelularizados de cerdo cultivados no reciben fármacos inmunitarios auxiliares en los órganos de cerdo, de lo contrario deben eliminarse por completo las sustancias que atacan el sistema inmunológico humano. Millones de pacientes desarrollarán efectos secundarios en sus válvulas cardíacas y tejidos relacionados si reciben trasplantes de corazón de cerdo. Después de la descelularización, el corazón de cerdo se ha convertido ahora en un "andamio" para el cultivo de trasplantes de corazón humano.
El proceso de rechazo del xenotrasplante de órganos animales es similar al rechazo alogénico en algunos aspectos y puede usarse como referencia. Sin embargo, el xenotrasplante tiene sus propias características: hay más "sustancias extrañas" en la superficie celular, lo que producirá una fuerte reacción con el huésped. Este trasplante entre especies tiene grandes diferencias moleculares, incluidos anticuerpos naturales, complementos, células NK y macromoléculas. Fagocitosis, etc. El rechazo hiperagudo (HAR) ocurre con frecuencia. El rechazo ocurre minutos u horas después de la circulación sanguínea. El rechazo humoral irreversible también puede ocurrir dentro de las 24 a 48 horas. Ocurre con mayor frecuencia en la mesa de operaciones (AVR), que ocurre de días a semanas; después del trasplante de órganos vascularizados, también es un rechazo humoral irreversible que a menudo ocurre poco después de la cirugía y progresa rápidamente. rechazo celular acelerado (TMR), la presencia de anticuerpos anti-donante en la sangre circulante del receptor no necesariamente causa HAR y AVR, celular acelerado; puede ocurrir rechazo.
Esta reacción está mal suprimida por los inmunosupresores. La presencia de anticuerpos anti-donante del receptor puede promover la citotoxicidad mediada por células dependiente de anticuerpos y promover el rechazo celular. Las manifestaciones patológicas se caracterizan por edema intersticial e infiltración de células inflamatorias localizadas, y capilares locales con infiltración de células endoteliales y necrosis. Las barreras inmunitarias de los xenoinjertos también son mucho mayores que las de los alotrasplantes (aloinjertos).
Tipos de rechazo de trasplante de órganos xenogénicos
Según el grado de diferencia en el origen genético racial del donante y del receptor, se divide en concordante y discordante. El xenotrasplante coordinado se produce entre animales de especies cercanas, como ratas y ratones; el xenotrasplante no coordinado se produce entre especies de especies distantes y, a menudo, se mide en minutos u horas, como por ejemplo HAR. Trasplante de órganos porcinos a humanos, cobayas y ratas. Algunos estudiosos dividen el xenotrasplante coordinado en tipos difíciles y fáciles según el mecanismo de rechazo, el xenotrasplante no coordinado se divide en tipo de anticuerpo y tipo sin anticuerpo. La diferencia es que en los xenoinjertos coordinados se inducen anticuerpos, mientras que en los xenoinjertos no coordinados existen anticuerpos naturales preexistentes. Aunque los xenotrasplantes aportan esperanzas ante la escasez de órganos humanos para trasplantes, algunos experimentos científicos indican que todavía existen problemas preocupantes. Daniel Salomon y otros del Instituto de Investigación Scripps en California, EE.UU., descubrieron en experimentos que el "retrovirus endógeno porcino" que se encuentra comúnmente en los cerdos puede infectar células humanas. Salomon y otros también descubrieron que después de trasplantar células pancreáticas de cerdo en ratones experimentales con función inmune suprimida, el virus se activaría e infectaría varios tejidos del cuerpo del ratón.
Los científicos no han descubierto que el virus sea dañino para los cerdos y los ratones de laboratorio infectados no han desarrollado la enfermedad. Sin embargo, aún se desconocen las consecuencias de la infección humana por el virus. Diferentes animales tienen diferente microbiota, y no es extraño que un virus que es inofensivo para un animal pueda causar daños graves a otro. En 1997, Robin Weiss y otros del University College London informaron que habían descubierto dos nuevos virus en cerdos. Estos dos virus no sólo no dañan la salud de los cerdos, sino que también mejoran hasta cierto punto sus funciones corporales. Sin embargo, pueden provocar leucemia en monos, gatos y algunas aves. A juzgar por su estructura, los científicos creen que también pueden causar leucemia en humanos.
A los científicos les preocupa que los humanos todavía sepan muy poco sobre diversos virus en los cerdos, y que trasplantar órganos de cerdos a humanos sea riesgoso e incluso pueda desencadenar nuevas enfermedades infecciosas a gran escala, con consecuencias inimaginables.
Aunque el problema del virus arroja una pesada sombra sobre las perspectivas de los xenotrasplantes, muchos científicos todavía están a favor de continuar con dicha investigación. Señalaron que el trasplante de órganos xenogénicos tiene un gran potencial médico y no debe abandonarse a medias. Los científicos exigen un estudio en profundidad del virus en los cerdos para encontrar los métodos de tratamiento correspondientes, así como una revisión y control estrictos de los ensayos de trasplantes.