Cuando se trata de la cirugía de trasplante de órganos, los médicos corren contra el reloj, y el tiempo no está de su lado.
Un equipo de médicos primero debe extraer el órgano de su donante, conjuntos de manos enguantadas que se coordinan para cortar hábilmente el tejido del cuerpo. Luego, los médicos preparan el órgano cosechado para transportarlo a su receptor, que puede estar a horas de distancia en avión. Una vez que el órgano llega a su destino, la operación de trasplante finalmente puede comenzar; nuevamente, los cirujanos deben trabajar rápidamente para garantizar tanto la seguridad del paciente como la viabilidad del órgano.
Esta descripción puede hacer que la cirugía de trasplante de órganos parezca un drama televisivo, con personal médico corriendo por los pasillos del hospital llevando refrigeradores llenos de partes del cuerpo. Pero todo el apuro plantea una pregunta que es mucho más importante que un programa de televisión: ¿cuánto tiempo puede durar un órgano fuera del cuerpo y permanecer apto para el trasplante?
Depende del órgano. Por ahora, la ventana de tiempo puede ser entre 4 y 36 horas. Pero algún día, los médicos esperan poder mantener los órganos durante semanas.
Órganos en hielo
En 2018, se realizaron más de 36,500 trasplantes de órganos solo en los EE. UU., Según la United Network for Organ Sharing (UNOS). Con mucho, los riñones fueron el órgano trasplantado más comúnmente, con más de 21,000 trasplantes el año pasado. Los siguientes órganos trasplantados con mayor frecuencia fueron el hígado, el corazón y el pulmón, en ese orden, seguidos de los trasplantes de páncreas, intestino y órganos múltiples.
La mayoría de los órganos se colocan en un "almacenamiento en frío estático" después de su extracción, lo que significa que el órgano se deposita en un refrigerador lleno de hielo, según un informe de 2019 en el Journal of International Medical Research.
"La idea original para la conservación del frío es muy similar a cuando ponemos nuestros alimentos en el refrigerador", dijo el Dr. Mingyao Liu, director del Instituto de Ciencias Médicas y profesor de cirugía, medicina y fisiología en la Universidad de Toronto.
Antes de colocar un órgano en almacenamiento en frío, los médicos primero lavan el tejido con una "solución de preservación" para proteger el órgano del daño causado por el frío extremo, dijo Liu a Live Science.
A la temperatura corporal, las células bombean sustancias químicas dentro y fuera de sus membranas para mantener bajas concentraciones de sodio y altas concentraciones de potasio dentro de la célula. Pero las células que están frías no pueden bombear eficientemente. Los productos químicos se filtran a través de sus membranas y, con el tiempo, las células con fugas se hinchan con un exceso de líquido y sufren daños graves. Las soluciones de preservación ayudan a retrasar este daño manteniendo los niveles de sodio y potasio bajo control. Estas soluciones también pueden contener nutrientes y antioxidantes para mantener las células y controlar la inflamación, dijo Liu. En combinación con hielo y un enfriador, las soluciones de preservación pueden mantener los órganos viables durante horas después de la cosecha.
A temperaturas entre 32 y 39 grados Fahrenheit (0 y 4 grados Celsius), el metabolismo celular cae a aproximadamente el 5% de su tasa normal, por lo que los tejidos se queman a través de sus reservas de energía mucho más lentamente y requieren menos oxígeno para mantener su actividad. Debido a esto, el enfriamiento de un órgano ayuda a retrasar el inicio de la isquemia, una condición en la cual el tejido se daña o no funciona debido a la falta de oxígeno.
Poner un órgano en hielo también estira las reservas de energía limitadas de sus células, evitando que los metabolitos dañinos se acumulen y descompongan los tejidos del órgano, según un informe de 2018 en el Yale Journal of Biology and Medicine.
Entre los órganos comúnmente trasplantados, los corazones pierden viabilidad más rápido cuando se almacenan en un refrigerador, dijo el Dr. Brian Lima, director de cirugía de trasplante de corazón en el Hospital de la Universidad de North Shore en Manhasset, Nueva York. Idealmente, un corazón no debe colocarse en almacenamiento frío estático durante más de 4 a 6 horas, dijo. A las 4 horas, la función de las células del corazón comienza a fallar y la probabilidad de que el órgano funcione mal en su receptor aumenta dramáticamente. La insuficiencia de trasplantes de órganos, conocida como disfunción primaria del injerto, es la "complicación más temida" asociada con los trasplantes de órganos sólidos, dijo Lima.
"El corazón ... es más sensible a la falta de flujo sanguíneo", dijo Lima. "Los riñones, por otro lado, son muy resistentes". Los riñones cosechados pueden permanecer viables durante 24 a 36 horas en almacenamiento en frío, más tiempo que cualquiera de los otros cuatro órganos principales de trasplante. Los pulmones pueden permanecer viables durante 6 a 8 horas, dijo Lima, y el hígado puede permanecer en almacenamiento en frío durante aproximadamente 12 horas, según el Dr. James Markmann, jefe de la División de Trasplantes en el Hospital General de Massachusetts en Boston.
Un método alternativo
Aunque es de baja tecnología, el método de enfriador de hielo "ofrece una forma simple y efectiva de preservar y transportar órganos" y ha sido ampliamente utilizado desde la década de 1960, según el informe de 2018 de Liu. Pero la técnica no está exenta de inconvenientes. Los órganos almacenados en frío no solo pierden viabilidad en cuestión de horas, sino que los médicos no tienen forma de evaluar la calidad de los órganos refrigerados, dijo Liu.
Básicamente, ninguna prueba objetiva puede decir a los médicos si un órgano sigue funcionando cuando el órgano en cuestión se encuentra en un refrigerador frío, su metabolismo celular se está desacelerando a cámara lenta. Sin embargo, una alternativa al almacenamiento en frío permite a los médicos controlar los órganos antes de que se trasplanten, y esta opción pronto se volverá más común, dijeron expertos a Live Science.
Este método alternativo de preservación, conocido como perfusión, implica conectar un órgano extraído a una máquina que bombea líquido rico en oxígeno y nutrientes a través de los tejidos del órgano, como lo haría el corazón en el cuerpo, según el informe de 2018 de la revista Yale . Mientras está conectado a la máquina, a medida que el órgano metaboliza la energía y produce desechos, sus reservas de azúcar se reponen y sus metabolitos tóxicos se eliminan.
Antes de que los cirujanos extraigan un órgano, el corazón del donante deja de bombear sangre oxigenada al tejido por un período de tiempo, lo que causa daños. Colocar un órgano en una máquina de perfusión puede darle al tejido la oportunidad de recuperarse, dijo Markmann. Además, los médicos pueden controlar el órgano controlando los niveles del metabolito lactato que circula en el sistema, dijo. Las células usan lactato durante las funciones metabólicas normales, por lo que "si el órgano funciona bien, el lactato debería eliminarse" con el tiempo, dijo Markmann.
"El lactato es, en el mejor de los casos, una medida metabólica cruda de perfusión a través del cuerpo", pero aún sirve como una medida superior en comparación con observar un órgano casi congelado antes del trasplante, agregó Lima. Dependiendo del órgano, los médicos también pueden evaluar la salud del tejido mediante otras mediciones, como la producción de bilis por el hígado.
¿Podría la perfusión mantener los órganos saludables por más tiempo?
Algunos sistemas de perfusión todavía requieren que el órgano se enfríe como parte del proceso de conservación, pero en los últimos 20 años, varios grupos de investigación han optado por mantener el órgano caliente e inundar los tejidos con sangre tibia. A temperaturas entre 68 y 92 F (20 y 33 C), los órganos aislados funcionan de manera muy similar al cuerpo humano. Los sistemas de perfusión fría y cálida ahora se usan ampliamente en Australia y el Reino Unido, pero la mayoría de estos dispositivos permanecen en ensayos clínicos en los EE. UU.
Sin embargo, un sistema de perfusión en los EE. UU. Fue noticia en diciembre como parte de un primer trasplante de corazón de su tipo. Los médicos del Centro Médico de la Universidad de Duke en Durham, Carolina del Norte, extrajeron el corazón de un paciente después de que había dejado de latir; entonces esencialmente "reanimaron" el órgano usando un sistema de perfusión caliente, informó CNN. Por lo general, se extraen los corazones de los donantes con muerte cerebral antes de que el órgano deje de latir, para evitar daños importantes por isquemia. Los médicos previamente "reanimaron" corazones pediátricos en los Estados Unidos, pero nunca habían usado el sistema en un órgano adulto. En los países que han usado el sistema durante años, el grupo de donantes de corazones aceptables se ha expandido entre un 30% y un 40%, dijo Lima.
"Si eso se traduce en Estados Unidos, estamos hablando de números grandes, grandes", agregó.
El Dr. Jacob Schroder, profesor asistente de cirugía de la Universidad de Duke y uno de los cirujanos que ayudó a realizar el trasplante cardíaco histórico, le dijo a CNN que usar el sistema en todo el país podría "aumentar el grupo de donantes y la cantidad de trasplantes en un 30%".
Aunque el grupo de donantes puede expandirse, ¿mejoraría la condición de los órganos? Hasta el momento, pocos estudios han comparado directamente el almacenamiento más fresco con la perfusión, pero anecdóticamente, los órganos perfundidos generalmente parecen tener mejores resultados.
Por ejemplo, en un ensayo que compara un sistema de perfusión hepática con el almacenamiento en frío estándar, los médicos rechazaron solo 16 hígados perfundidos, en comparación con 32 que provenían de refrigeradores, y los órganos perfundidos parecían menos dañados, según Stat News. Liu dijo que ha observado tendencias similares en su propio trabajo con trasplantes de pulmón. Liu y sus colegas desarrollaron un "sistema de perfusión ex vivo" para los pulmones; antes de su introducción, menos del 20% de los pulmones de los donantes fueron trasplantados con éxito en el hospital de su universidad. Ahora, el programa ha expandido su actividad en un 70%, "con excelentes resultados", según un informe de 2018.
Por lo general, los pulmones permanecen conectados al sistema de perfusión durante 4 a 6 horas, pero el trabajo experimental con órganos animales sugiere que los pulmones perfundidos podrían seguir siendo viables durante 12 a 18, y tal vez incluso hasta 36 horas, dijo Liu. Agregó que, algún día, un órgano podría ser perfundido por semanas. Cuanto más tiempo puedan dejarse los órganos en el sistema, más tiempo tendrán los médicos para reparar el tejido dañado. Liu y sus colegas ahora están investigando cómo se puede inhibir la inflamación y la muerte celular en los pulmones perfundidos. Pero en el futuro, quizás los órganos podrían tratarse con terapias genéticas o con células madre mientras están conectados a una máquina de perfusión, dijo.
Por ahora, sin embargo, la mayoría de los órganos donados aún viajan a sus receptores enclavados en hielos de hielo derretido. ¿Por qué?
"Honestamente, el obstáculo es el costo", dijo Lima. Un sistema de perfusión para un solo órgano puede costar varios miles de dólares, lo que obviamente supera el precio de un refrigerador estándar, dijo. Como pocos estudios han comparado la perfusión con el almacenamiento en frío estándar, no existen "datos que rompan la tierra" que puedan convencer a los hospitales de hacer el cambio a nivel nacional.
Pero dado el reciente éxito del trasplante de corazón de Duke, Lima dijo que la perfusión pronto podría convertirse en el estándar de atención.
