Trasplante de órganos: investigadores de la Universidad de Jerusalem han desarrollado una solución para la conservación a largo plazo de órganos, como parte de un trabajo conjunto con los bancos de órganos. Después de décadas de estudios, los científicos creen que un gran avance en la preservación de órganos se ha logrado y la tecnología que salvaría muchas vidas está a la mano.
Un corazón se mantiene viable para el trasplante de sólo seis horas antes de que comience el deterioro. Páncreas o el hígado, después de 12 horas de almacenamiento, y un riñón puede ser mantenido fuera del cuerpo durante menos de 30 horas para proceder al trasplante de órganos.
Estas limitaciones de tiempo plantean un enorme desafío logístico para el procedimiento de trasplante de órganos donados. El trasplante se encuentra la mejor oportunidad de tener éxito cuando se realiza tan pronto como sea posible después de la cirugía del donante, y teniendo en cuenta estos marcos de tiempo, muchos órganos terminan, como decirlo, en la basura.
Uno de los principales problemas en el almacenamiento de órganos durante más de unas pocas horas es el del hielo. Cuando se congelan órganos, la expansión de los cristales de hielo dañan las células de una manera que no pueden ser revividos.
Es por ello que un órgano como el corazón, riñón, hígado, pulmón, que se retira de un donante se mantiene enfriado pero no congelados, y su vida útil para el trasplante de órganos es de no más que algunas horas.
«La capacidad de congelar órganos y a continuación descongelarlos sin causar daños en el propio órgano sería revolucionario en términos de nuestras oportunidades de salvar vidas», dice el profesor Ido Braslavsky del Instituto de Bioquímica, Ciencias y Nutrición de la Facultad de Agricultura, Alimentación y Medio Ambiente en la Universidad hebrea de Jerusalem.
Trasplante de órganos.
El perfeccionamiento de la crioconservación – el proceso de conservación de células, tejidos y órganos a temperaturas bajo cero – permitiría a los bancos de órganos mantener a largo plazo los tejidos y órganos y mejorar la eficacia entre el donante y el paciente, con tiempo suficiente para salvar las vidas de millones de personas en todo el mundo.
Braslavsky ha realizado una de las principales investigaciones que contribuyen de manera significativa a este campo de investigación. Su trabajo fue presentado recientemente en un artículo en The Economist.
Las proteínas de unión de hielo fueron descubiertas hace unos 50 años en los peces antárticos y ahora se sabe que existen tales que son resistentes al frío en peces, plantas, insectos y microorganismos.
Inhiben de forma activa la formación y el crecimiento de cristales de hielo, y su superioridad sobre otras sustancias anticongelantes es que se necesitan en cantidades muy bajas para hacerlo con eficacia.
«Investigamos la interacción de las proteínas de unión de hielo con cristales de hielo. Puesto que estamos trabajando a temperaturas de grados centígrados bajo cero y necesitamos una alta precisión de temperatura de trabajo, se diseñó un microscopio especializado con un enfriador de fase que permite el control de la temperatura a un nivel miligrado y también la congelación.
Mediante el uso de la iluminación fluorescente, podemos ver dónde se encuentran las proteínas, las cuales están etiquetadas con tintes fluorescentes, y con estos dispositivos, podemos seguir los cristales de hielo a medida que crecen y se funden en presencia de las proteínas de unión de hielo», explica Braslavsky.
Braslavsky y sus estudiantes mostraron que las proteínas de unión de hielo se absorben a través de la unión de forma irreversible. Este estudio explica cómo las proteínas de unión de hielo detienen el crecimiento del hielo, un gran misterio que ha intrigado a los científicos en este campo durante décadas.
«Hemos encontrado que las proteínas en los insectos son mucho más eficientes en la inhibición del crecimiento del hielo que las proteínas presentes en el pescado, pero las proteínas de pescado se unen más rápido», dice Braslavsky. Estos resultados, publicados en la interfaz RS en 2014 y en Langmuir en 2015, podrían ser cruciales para el uso de estas proteínas como crioprotectores.
«El crecimiento del hielo también plantea un problema importante en los alimentos congelados,» dice Braslavsky, que también trabaja con su equipo en la implementación de proteínas de unión de hielo en los alimentos.
«Muchos conocemos el problema con los helados que pierden su textura en congeladores del hogar, o la carne que ha perdido mucho de sus líquidos y no se ve o sabe fresca después de descongelada. Nuestra proteínas de unión de hielo-pueden permitir el control de hielo en los alimentos congelados y el desarrollo de nuevos alimentos congelados.
Algunos fabricantes de alimentos ya han empezado a utilizar estas proteínas de unión de hielo en sus productos».
El trabajo de Braslavsky pionero en el estudio de la interacción entre las proteínas anticongelantes y el hielo se está expandiendo al desarrollo de técnicas de crioconservación que permitirán la reactivación de las células y los tejidos, mientras que la restauración de su forma y función.
La investigación en la crioconservación ha sido el objetivo central de la Alianza de Preservación de Órganos (OPA), una ONG estadounidense establecida en 2014. La organización tiene como objetivo acelerar y coordinar la investigación hacia la banca de órganos humanos, y se dice que, por primera vez, este objetivo esta al alcance.
El año pasado la primera Cumbre Global bancos de órganos se realizó en California, donde científicos, inversores y líderes en el mundo junto a políticos se juntaron para «detener el tiempo biológico» y transformar los trasplantes. Esto debido a un anuncio realizado por el Departamento de Defensa de los EE.UU., con subvenciones del gobierno (por primera vez) dirigidas a la banca de órganos.
Mientras que la carrera está en marcha, Braslavsky tiene la esperanza de que la investigación en la criopreservación este cerca de las puertas del éxito.
«Los recientes desarrollos en las metodologías de criobiología y el uso de materiales con interacción específica con cristales de hielo, como las proteínas de unión de hielo abren la posibilidad de un avance significativo en la criopreservación de células y órganos,» dice.
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