Investigadores lograron resucitar los órganos de un cerdo una hora después de su muerte

Apenas unos minutos después del último latido del corazón, una terrible cascada de fenómenos bioquímicos provocada por la falta de oxígeno, nutrientes y flujo sanguíneo comienza a destruir las células. Como consecuencia, los órganos se hinchan y se produce un camino sin retorno hacia la muerte. O al menos eso dice la teoría, porque investigadores de la Universidad de Yale llevan años realizando experimentos para revertir, al menos de forma parcial, este proceso. En 2019 ya 'resucitaron' algunas células de cerebros de cerdos que habían muerto hacía cuatro horas. Ahora, según describen en un nuevo estudio en 'Nature', han empleado este mismo sistema para 'revivir' el resto de órganos de cadáveres porcinos que fallecieron una hora antes, reparando incluso algunas células dañadas.

La idea surgió mientras los neurocientíficos del equipo observaban durante su trabajo rutinario signos de viabilidad celular -es decir, algunas células aún funcionales- en muestras de tejido cerebral humano muerto, incluso horas después del fallecimiento. Entonces, ¿era posible aprovechar ese ‘lapso’ para ‘devolver a la vida’ algunas partes de ellas? A partir de esta premisa desarrollaron BrainEx, un mecanismo que consta de una serie de bombas que insuflan una 'sangre artificial' compuesta por hemoglobina sin células modificada genéticamente y con propiedades anticoagulantes ideada por los propios investigadores. Durante seis horas conectaron las cabezas de los cerdos a una máquina que las mantenía a la temperatura que habría tenido un cerdo vivo, mientras inoculaban esta solución.

Así, mientras monitorizaban a los animales, encontraron signos de actividad molecular y señales de funciones básicas de células neuronales, gliales y vasculares. En concreto, y según indicaron en su estudio, también publicado en 'Nature', se pudo constatar una reducción de la muerte de las células; la conservación de la arquitectura anatómica y celular; la restauración de la estructura de los vasos sanguíneos y la vuelta de la circulación; respuestas inflamatorias gliales; signos de metabolismo cerebral activo de la glucosa y el oxígeno; y la actividad neuronal espontánea in vitro en sinapsis en células que se extrajeron de los cerebros tratados con BrainEx.

«Por ello pensamos que, si podíamos restaurar ciertas funciones celulares en un cerebro muerto, un órgano conocido por ser más susceptible a la isquemia -la reducción del suministro de sangre-, era posible que también se pudiera lograr algo similar en otros órganos trasplantables», explica Nenad Sestan, profesor de neurociencia, medicina comparativa, genética y psiquiatría en Yale, además de autor de los dos estudios. Así, tomando de base BrainEx, crearon OrganEx: la misma idea pero aplicada a otros órganos vitales como pulmones, hígado, riñones, páncreas o corazón, abriendo la puerta a mantenerlos con 'vida' más allá de la muerte y a un revolucionario paso para futuros trasplantes humanos.

La máquina de Frankenstein

Una hora después de su muerte inducida, los cerdos fueron conectados a un dispositivo de perfusión similar al de las máquinas de circulación extracorpórea (los llamados ECMO), que hacen el trabajo del corazón y los pulmones durante, por ejemplo, las cirugías o para ayudar a pacientes críticos. En el circuito se introdujo también un fluido experimental como el de BrainEx, pero adaptado a las células de otros órganos más allá del cerebro, suprimiendo la inflamación que se produce tras la muerte.

Tras seis horas de tratamiento con OrganEx, los investigadores descubrieron que, de nuevo, ciertas funciones celulares clave (en concreto, integridad estructural y maquinaria celular) estaban activas en el corazón, los pulmones, el páncreas, el hígado, los riñones e incluso el cerebro, en el que también se monitorizaron estas señales (si bien no se realizó un análisis tan extenso como en el anterior estudio). Además se había restaurado la función de algunos órganos: por ejemplo, encontraron pruebas de actividad eléctrica en el corazón, que conservaba la capacidad de contraerse; aparte, pudieron restaurar la circulación en todo el cuerpo, lo que dejó a los investigadores «realmente asombrados», señala Sestan. Es más: bajo el microscopio, los órganos que habían sido tratados con este sistema eran difíciles de diferenciar a simple vista de un órgano sano.

También compararon los resultados con el sistema ECMO: mientras que este tratamiento no logró la perfusión adecuada de todos los órganos y muchos vasos sanguíneos se colapsaron, con OrganEx se consiguió una perfusión completa y un consumo de oxígeno estable. Los análisis en profundidad de los tejidos revelaron menos destrucción celular y más pruebas de que la reparación celular estaba siendo impulsada gracias al pionero tratamiento.

A la izquierda, la circulación de los riñones tras una hora de tratamiento con ECMO; a la derecha, la misma situación con OrganEx; en negro y sombreado, las zonas donde hay circulación (mejores resultados a la derecha, tal y como se puede observar)

A la izquierda, la circulación de los riñones tras una hora de tratamiento con ECMO; a la derecha, la misma situación con OrganEx; en negro y sombreado, las zonas donde hay circulación (mejores resultados a la derecha, tal y como se puede observar)

El experimento fue tan bien que incluso observaron espasmos musculares de la cabeza y el cuello mientras trataban a los animales, que en todo momento estuvieron anestesiados. «Estos movimientos indican que también hay preservación de algunas funciones motoras», explica Sestan. Aún así, los investigadores dejan claro que no se trata de una 'resurrección' completa de los cerdos, que en ningún caso recuperaron todas las funciones ni vuelven a la vida como una especie de cerdo 'zombi'. De hecho, al igual que en el anterior trabajo, monitorizaron las señales cerebrales para comprobar que no se restablecía la actividad eléctrica global para, en caso contrario, disminuir la temperatura corporal, administrar más anestesia y paralizar el experimento.

«Nuestro objetivo era restaurar la funcionalidad de algunos órganos, por lo que aún se necesitan estudios adicionales para comprender las funciones motoras aparentemente restauradas en los animales», afirma el coautor del estudio Stephen Latham, director del Centro Interdisciplinario de Bioética de Yale. «Debemos mantener una supervisión cuidadosa de futuras investigaciones, en particular cualquiera que incluya la perfusión del cerebro», señala en relación a las implicaciones éticas que tienen estos tipos de experimentos tan controvertidos.

Y no solo las futuras. Ambas pruebas pasaron estrictos controles de expertos en bioética y medicina, además de estar planificadas casi al milímetro desde su origen. «Por ello solo se utilizó una ventana de una hora desde la muerte del sujeto hasta la aplicación del tratamiento, tal y como estaba establecido. No más», señala David Andrijevic, neurocientífico en Yale y otro de los autores del estudio.

Aplicaciones en humanos

La pregunta lógica después de este experimento es si se podría utilizar este sistema en humanos. «Es una posibilidad, pero aún está lejos de aplicaciones prácticas», explica Latham. «Falta mucha investigación para saber cómo podemos usarlo en personas y estudiar sus consecuencias». Los investigadores sí que señalan que este sistema puede abrir la puerta a prolongar la vida de los órganos humanos y ampliar su disponibilidad en donantes para trasplantes. O también podría usarse para ayudar a tratar órganos o tejidos dañados por isquemia durante ataques cardíacos o accidentes cerebrovasculares.

«Pero no es que podamos mejorar un corazón después de tener un infarto, no es tan sencillo», afirma Latham, que indica que OrganEx no revierte el proceso de la muerte, ni 'rejuvenece' los órganos después de su aplicación. «Existen numerosas aplicaciones potenciales de esta nueva y emocionante tecnología. Pero, insisto, aún queda por delante mucha investigación y estamos lejos de poder aplicarlo en humanos».