Los equipos quirúrgicos del NYU Langone Health, el reputado centro médico académico de Nueva York, realizaron los primeros trasplantes de riñón de cerdo genéticamente modificados del mundo en un cuerpo humano en septiembre y noviembre de 2021, y luego trasplantaron dos corazones de cerdo en el verano de 2022. Estos procedimientos se realizaron en pacientes declarados muertos. Para demostrar el progreso de su investigación, NYU Langone Health trasplantó en abril de 2024 un riñón de cerdo a un paciente vivo.
Ahora, dos nuevos análisis, uno publicado el 21 de mayo en Med y el otro publicado en línea el 17 de mayo en Nature Medicine, revelan cambios a nivel unicelular en los órganos y cuerpos de los receptores antes, durante y justo después de las cirugías de xenotrasplantes. Equipos de científicos han trabajado junto con los cirujanos, tomando muestras de sangre y tejido para analizar cambios en decenas de miles de células recolectadas.
Dirigido por investigadores de la Facultad de Medicina Grossman de la Universidad de Nueva York, el Instituto Broad del MIT y la Universidad de Harvard, el artículo de Med rastreó la actividad genética y celular en los dos riñones de cerdo trasplantados a humanos y los comparó con muestras de riñones de cerdo que no habían sido trasplantados. Para ello, el equipo de investigación utilizó varias técnicas, incluida la secuenciación de ARN unicelular, que determinó el orden (secuencia) de las letras moleculares que componen los genes porcinos y humanos activos en varios tipos de células durante los procedimientos.
El estudio demostró que los riñones de cerdo trasplantados, aunque no fueron rechazados directamente por los organismos de los receptores (no hubo insuficiencia renal inmediata), provocaron una fuerte reacción en las células mononucleares de sangre periférica humana (PBMC), un conjunto de células inmunes que atacan a los trasplantados ( órganos extraños) de manera muy similar a como atacan a invasores extraños, como los virus. Si bien no se observó un rechazo inmediato, en parte debido al tratamiento con medicamentos que lo suprimen, el nuevo estudio encontró evidencia de reacciones más sutiles que podrían causar que los xenotrasplantes fallen con el tiempo.
Específicamente, se observó que los riñones de cerdo desencadenaban un «rechazo mediado por anticuerpos» a nivel molecular. A medida que el cuerpo desarrolla proteínas inmunes llamadas anticuerpos específicos de un órgano trasplantado, recluta células asesinas naturales, macrófagos y células T que pueden dañarlo. El equipo también observó un aumento en los mecanismos de reparación de tejidos de los riñones de cerdo, donde ciertas células se multiplican como parte del crecimiento involucrado en la curación. Las células normales que se transforman en células cancerosas también crecen agresivamente.
«Hemos detallado los mecanismos celulares que dictan cómo reaccionan las células inmunes humanas a un xenotrasplante en el corto plazo», explica Jef D. Boeke, coautor principal de ambos estudios y director del Instituto de Genética de Sistemas de la Facultad de Medicina Grossman. «Estos resultados nos brindan nuevos conocimientos sobre cómo podríamos diseñar aún más órganos de cerdo para trasplantes o adaptar tratamientos de inmunosupresión para mejorar la tolerancia a un órgano extraño».
Al rastrear la interacción entre los riñones y el sistema humano varias veces al día, los investigadores encontraron que las células inmunes de los órganos de los cerdos impulsaban reacciones inmediatamente después del trasplante, pero que las células inmunes humanas se infiltraban en los órganos de los cerdos dentro de las 48 horas para dominar la señalización. Medir el grado en que las células inmunitarias de los cerdos desencadenan la primera ola de ataque inmunológico a los trasplantes (xenoinjertos) determinará los esfuerzos para prevenir daños celulares irreversibles en ellos en el futuro, afirman los autores del estudio.
