Aunque España es referente mundial en trasplantes, cada año miles de personas se quedan sin recibir el riñón donado que necesitan. Lo mismo ocurre también con otros órganos. Y a escala global, el problema es mucho más grave, con millones de personas afectadas y listas de espera cada vez más largas debido al envejecimiento de la población. En Estados Unidos, diecisiete personas mueren cada día mientras esperan un trasplante de riñón, y cada nueve minutos se añade otro paciente a la lista de espera. La situación amenaza con colapsar los sistemas de salud en unos pocos años. Hoy, un avance biomédico liderado por investigadores españoles abre una nueva vía para acortar las listas de espera de trasplantes utilizando mini riñones humanos.
Estos organoides inicialmente consisten en una colección de algunas células madre y luego crecen hasta convertirse en pequeñas esferas que son ligeramente más pequeñas que la cabeza de un alfiler. En este punto, ya cuentan con un entramado de células especializadas similar al de los distintos órganos del cuerpo, propiedad que los hace ideales para estudiar enfermedades o realizar pruebas toxicológicas.
El nuevo trabajo va un paso más allá y examina si estas estructuras también pueden utilizarse para trasplantes humanos. Los investigadores han desarrollado organoides renales a partir de células madre humanas, los han cultivado y han demostrado por primera vez cómo se pueden producir en grandes cantidades y de forma rentable, acercando su futura aplicación a los pacientes.
El trabajo ha sido liderado por la bióloga barcelonesa Nuria Montserrat, de 47 años, que hasta hace poco más de un año era profesora de investigación ICREA en el Instituto de Bioingeniería de Cataluña (IBEC) y actual asesora investigadora y universitaria de la Generalitat de Cataluña.
Antes de asumir el gobierno de Salvador Illa, Montserrat impulsó durante más de una década el uso de estos cultivos celulares en la medicina regenerativa. Ahora su equipo, junto con científicos de varias instituciones españolas, incluida la Organización Nacional de Trasplantes, e investigadores de la Universidad de California, han logrado trasplantar por primera vez organoides de riñón humano a riñones de cerdo gracias a máquinas de perfusión normotérmica, que se suelen utilizar en el quirófano para mantener el órgano vivo y oxigenado fuera del cuerpo antes del trasplante. Esta maniobra permite integrar células humanas en el órgano del animal. Por primera vez, los investigadores han retrasplantado estos riñones a animales vivos a los que habían sido extraídos y han demostrado su funcionalidad y ausencia de rechazo. El estudio fue publicado este viernes en la revista especializada ingeniería biomédica natural.
El siguiente paso, explica Montserrat a EL PAÍS, es probar la técnica con intestinos de cadáveres humanos. «Cada año se descartan más de 1.000 riñones que no son aptos para el proceso de trasplante. Ahora tenemos la oportunidad de utilizarlos para la investigación». El objetivo final es reducir las listas de espera para trasplantes y aumentar la cantidad de riñones disponibles para trasplante.
Crear organoides humanos adecuados para estos usos es extremadamente complejo. “Hace diez años”, explica Montserrat, “nuestra idea era hacer un riñón humano completo desde cero, pero fue algo muy ingenuo”. “El riñón es uno de nuestros órganos más complejos, con 23 tipos diferentes de células especializadas”, añade.
Los nuevos organoides renales apenas son visibles cuando se integran en los órganos del cerdo (deben tener un tamaño de unos 200 micrómetros para poder penetrar en las arterias sin obstruirlas), pero ya cuentan con 19 tipos diferentes de células específicas. Gracias a la colaboración con instituciones de toda España que forman el marco de una futura red (desarrollo de miniórganos en Barcelona, experimentos y trasplantes en cerdos en A Coruña con máquinas de perfusión fabricadas en Zaragoza y análisis de la respuesta inmune en el Instituto de Salud Carlos III de Madrid), esta técnica se ha demostrado “como prueba de concepto”.
La escasez mundial de órganos ha llevado a que la carne de órganos de cerdo se utilice para trasplantes humanos. Uno de los casos más exitosos hasta el momento fue el de Tim Andrews, un estadounidense de 67 años al que le trasplantaron un riñón de cerdo que previamente había sido modificado genéticamente para eliminar los virus y hacerlos más compatibles con su organismo. La cirugía fue un éxito hasta que los médicos del Hospital General de Massachusetts la retiraron hace unos días porque estaba causando problemas. Andrews vivió con el implante durante 271 días, un récord mundial. Los dos primeros pacientes que recibieron estos trasplantes murieron poco después del procedimiento, y el tercero pudo usarlos durante 130 días hasta que su cuerpo los rechazó. Otros pacientes vivos también han recibido trasplantes experimentales de corazón e hígado de estos animales, aunque su eficacia es todavía muy incierta. Actualmente, este tipo de intervenciones se consideran un puente para ganar tiempo hasta que llegue el órgano humano necesario.
Ahora se están añadiendo organoides humanos como un nuevo enfoque, afirma Jordi Ochando, inmunólogo del Hospital Carlos III y Mount Sinai de Nueva York y coautor del trabajo. «En muchos casos, un paciente recibe no uno sino múltiples trasplantes de riñón debido al rechazo. Estas técnicas podrían ayudar a que los trasplantes sean más compatibles con el paciente y evitar problemas», explica. Además, estos análogos “se pueden utilizar en riñones humanos desechados para trasplante y aumentar el número de órganos disponibles, pero también se pueden utilizar en riñones de cerdos transgénicos para hacerlos más compatibles con el receptor”, explica.
Es la primera vez que se producen miniriñones de alta calidad en grandes cantidades y con alta fiabilidad, destaca la bioquímica Elena Garreta, coautora del estudio. «Antes era posible producir unos 40 tejidos de este tipo con métodos convencionales. Gracias a nuestro sistema, ahora podemos producir 30.000 en una sola prueba y además asegurarnos de que todos sean de alta calidad», subraya. Aún quedan años de trabajo por delante, pero cree que este avance abre muchas puertas a aplicaciones terapéuticas.
La nefróloga Beatriz-Domínguez-Gil, directora de la Organización de Trasplantes y coautora del trabajo, describe el escenario de fondo en el que se enmarca esta investigación. «Según un estudio reciente realizado en 40 países, cada día en Europa más de 77.000 pacientes esperan un riñón para un trasplante. Se trata de personas condenadas a un largo tratamiento con diálisis, con el perjuicio de su desarrollo personal y profesional. Esto cambia completamente con el trasplante de riñón, que aumenta la esperanza de vida y además es más barato que la diálisis. Esta situación se complica por el envejecimiento progresivo de los donantes, que tienen una mayor comorbilidad. Esto hace imprescindible «buscar soluciones alternativas y organoides». «Son una de las posibilidades de futuro», explica. El director de la ONT explica que ya existe un acuerdo con hospitales de Barcelona, Madrid, Galicia y Cantabria para empezar a utilizar órganos humanos desechados en estos exámenes, algo que se espera para el próximo año.
Aunque la aplicación de estos tejidos humanos aún está lejos, cree Domínguez-Gil, el médico vaticina dos posibles usos de esta tecnología: la posibilidad de extirpar el riñón de una persona con enfermedad renal, tratarlo con un sistema similar al utilizado en cerdos y reimplantarlo; y utilizar esta técnica para regenerar órganos donados que no cumplan con los requisitos para el trasplante.
El médico brasileño Leonardo Riella fue el líder del equipo que realizó el trasplante de riñón de cerdo al paciente estadounidense en el Hospital General de Massachusetts. El responsable de trasplantes de riñón y profesor de la Universidad de Harvard, que no participó en este trabajo, lo elogia como un gran primer paso. «Es una prueba de concepto elegante e innovadora que muestra que los organoides de riñón humano pueden sobrevivir e integrarse en riñones de cerdo durante cortos períodos de tiempo. Es un paso emocionante hacia la fusión de la medicina regenerativa y los xenotrasplantes». [de animal a humano]. Los principales desafíos en el futuro serán lograr la viabilidad a largo plazo y demostrar la verdadera función renal de los organoides trasplantados. Si esto último tiene éxito, eventualmente podría conducir a nuevos tratamientos para restaurar la función renal en pacientes con enfermedad renal crónica”, enfatiza.
Marcos López-Hoyos, jefe de inmunología del Hospital Universitario Marqués de Valdecilla de Santander, advierte de que estas técnicas en animales aún están en fase de investigación pero siguen siendo “muy interesantes”. «Actualmente se están recuperando riñones mediante métodos de perfusión ex vivo como los utilizados en este estudio. Aunque los organoides no reproducen completamente un riñón real, son capaces de regenerarlo y ofrecen enormes opciones de tratamiento», subraya.
