El oxígeno es el elixir de la vida. Si se interrumpe su flujo -durante un accidente cerebrovascular, un ataque cardíaco o la muerte-, los tejidos del cuerpo responden con una tormenta biológica que acaba provocando su muerte.

No es bueno para los trasplantes de órganos. La mayoría de los órganos donados luchan por sobrevivir más allá de la muerte. Privados de oxígeno, pierden rápidamente su función. Las células se convierten en burbujas ácidas e hinchadas que gotean y dañan a sus vecinos. El sistema inmunitario se dispara, bombeando una mezcla mortal de hormonas y sustancias químicas inmunitarias que hacen que el cerebro y el sistema inmunitario se pongan en marcha, dañando la mayoría de los órganos en el proceso. En otras palabras, una vez que la muerte se establece, no hay vuelta atrás.

¿O no?

Un nuevo estudio enNaturaleza sugiere que podría haberla. Mediante un sistema de circulación externa, un equipo de científicos revivió parcialmente los órganos de los cerdos horas después de su muerte. El sistema, denominado OrganEx, funciona como un sistema circulatorio alternativo. En lugar de sangre, bombea un sustituto sintético para engañar al cuerpo y hacerle creer que sigue algo vivo.

Para que quede claro, los científicos no crearon zombis porcinos. Aunque la receta de sustitución de sangre ayudó a preservar parte del tejido cerebral, no reactivó ninguna actividad eléctrica coordinada en las neuronas. En otras palabras, es muy poco probable que los cerdos recuperaran la conciencia durante el procedimiento. Pero otros órganos corporales sí recibieron un impulso potencial para una segunda vida. Las células del corazón, el hígado y los riñones se repararon por sí mismas, según múltiples análisis moleculares.

El objetivo no es construir un Frankenstein de la nueva era. Más bien, se trata de ayudar a la actual trasplante de órganos y las emergencias sanitarias causadas por la restricción del flujo sanguíneo. «El logro apunta a formas de mejorar los trasplantes y el tratamiento de los accidentes cerebrovasculares y los infartos de miocardio». escribió El Dr. Robert Porte, de la Universidad de Groningen (Países Bajos), que no participó en el estudio.

No es la primera incursión del equipo en la reanimación de órganos muertos. De vuelta en 2019 En el caso de los cerdos, los resultados de las pruebas de detección de la muerte son muy positivos. «Durante la mayor parte de la historia de la humanidad, la muerte era muy simple… ahora, tenemos que cuestionar lo que es irreversible». dijo El Dr. Christof Koch, presidente y científico jefe del Instituto Allen de Ciencias del Cerebro en ese momento.

«Se trata de un estudio verdaderamente notable e increíblemente significativo. Demuestra que, tras la muerte, las células de los órganos de los mamíferos (incluidos los humanos), como el cerebro, no mueren durante muchas horas». dijo El Dr. Sam Parnia de la Universidad de Nueva York, que no participó en el estudio.

Reiniciar el cerebro

Los primeros momentos de la muerte no son bonitos. Cuando las células se ven privadas de oxígeno, sus procesos moleculares internos se vuelven locos. El proceso se denomina isquemia, es decir, falta de la sangre que normalmente transporta el oxígeno. Como un valle de cultivos sin agua, es una mala señal: la isquemia en el corazón puede desencadenar un infarto; en el cerebro, un derrame cerebral.

La solución debería ser fácil. Añade más oxígeno a las células, como el agua a los cultivos, y deberían mejorar.

No del todo. Con la prueba y el error, los científicos se dieron cuenta de que el bombeo de un tejido privado de oxígeno -por ejemplo, un cerebro o un corazón- con sangre rica en oxígeno provocamás lesión. Es como regar en exceso un cactus seco y pudrir sus raíces.

Todavía no estamos muy seguros de por qué sucede esto, pero los científicos han estado cocinando ideas. Un primer avance del mismo equipo se produjo en 2019, cuando desarrollaron una técnica llamada BrainExpara ayudar a restaurar algunas funciones neuronales en 32 cabezas de cerdo tras 6 horas de falta de oxígeno. Al bombear un líquido conservante calentado en las arterias del cerebro, las células cerebrales mostraron actividades metabólicas normales y mantuvieron su estructura, que normalmente se colapsaría con la muerte. Las neuronas individuales también chispearon con ráfagas eléctricas, pero los cerebros no mostraron ningún signo de actividad neuronal sofisticada o de conciencia.

Sin embargo, los resultados despertaron una idea para el autor del estudio, el Dr. Nenad Sestan, de la Universidad de Yale. El cerebro es un órgano excepcionalmente delicado y sensible a la falta de oxígeno. Si podemos reiniciarlo en cierto modo, ¿por qué no hacer lo mismo con los órganos de todo el cuerpo?

«Si se puede recuperar alguna función en un cerebro de cerdo muerto, también se puede hacer en otros órganos», dijo dijo .

Todo, en todas partes, a la vez

Retrocedamos.

Al morir, el corazón deja de bombear. Esto significa que todos los tejidos carecen de oxígeno y nutrientes, e incluso después de la reperfusión con sangre, se marchitan. Su membrana protectora se rompe. Los órganos pierden su integridad estructural.

El truco para mantener los tejidos sanos es un líquido especial llamado perfusato crioprotector. Piensa en él como un batido increíblemente nutritivo que va directamente a la circulación sanguínea. O un oro líquido biológico. Los autores tienen la receta: Hemopure, una sustancia química que imita las proteínas de los glóbulos rojos para ayudar a transportar el oxígeno; sustancias químicas para proteger contra los coágulos de sangre; y una gran cantidad de nutrientes para proteger las células contra los daños.

Pero la protección de todo el cuerpo es un trabajo mucho más amplio que la mera conservación de algunas funciones neuronales. En el nuevo estudio, los autores hicieron algunos retoques a su receta. Uno de los principales fue añadir componentes que ayudan a mantener el sistema inmunitario bajo control. También añadieron electrolitos para ayudar a los tejidos moribundos y cambiaron el tipo de antibióticos. Llamaron a su nueva tecnología OrganEx.

Para transfundir la «sangre artificial», el equipo instaló un sistema automatizado que bombea el perfusato al torrente sanguíneo de los cerdos. Todos habían muerto de un paro cardíaco una hora antes y no tenían pulso. El equipo enfrentó su sistema OrganEx a la norma de oro de la atención médica -la máquina de oxigenación por membrana extracorpórea- que los hospitales utilizan como intento de salvación para las personas con problemas de oxígeno, por ejemplo, Covid-19.

Seis horas después, comprobaron los resultados. La ECMO no era capaz de proporcionar oxígeno a todos los órganos. Algunos de los vasos sanguíneos más pequeños se habían colapsado. En cambio, los animales tratados con el sistema OrganEx tenían pocos problemas de electrolitos o acidez, que son problemas habituales en las células en descomposición. Profundizando más, tres tipos de células cerebrales parecían conservarse mejor en el córtex prefrontal (una región del cerebro situada en la parte delantera de la cabeza importante para el razonamiento y otras funciones ejecutivas).

Más allá del cerebro, el equipo probó OrganEx en toda una serie de órganos corporales, como el corazón, los pulmones y el hígado, riñones y el páncreas. El sistema parecía volver a poner en marcha la circulación, con el oxígeno fluyendo a los tejidos del cuerpo. Algunas partes de los órganos captaron glucosa, un tipo de célula de azúcar que suele utilizarse para el metabolismo. Los hígados de los cerdos tratados con OrganEx también bombeaban una proteína normal, a diferencia de los sometidos a ECMO. La programación genética de las células también volvió a la vida, activando los genes implicados en la reparación y restauración celular.

«Bajo el microscopio, era difícil distinguir entre un órgano sano y uno que había sido tratado con la tecnología OrganEx después de la muerte». dijo autor del estudio, el Dr. Zvonimir Vrselja.

Si no se sabe, ¿importa?

Sí, así es. Aunque OrganEx ayuda a revitalizar los órganos de los cerdos, no se trata ni mucho menos de devolver la vida a un animal fallecido. Más bien, sus órganos quedaron mejor protegidos de los bajos niveles de oxígeno, lo que ocurre durante los ataques cardíacos o los accidentes cerebrovasculares.

«Cabría imaginar que el sistema OrganEx (o sus componentes) podría utilizarse para tratar a estas personas en caso de emergencia», afirma Porte.

La tecnología también podría ayudar a preservar los órganos de los donantes, pero aún queda mucho camino por recorrer. Para el Dr. Brendan Parent, director de investigación sobre ética y política de trasplantes de la Facultad de Medicina Grossman de la Universidad de Nueva York, OrganEx puede obligar a replantearse el campo. Por ejemplo, ¿es posible que alguien tenga órganos periféricos que funcionen pero que nunca recupere la conciencia? A medida que se desarrolla la tecnología médica, la muerte se convierte en un proceso, no en un momento.

«Esta situación se conoce en las comunidades médicas como el ‘puente a ninguna parte’, y ya se ha vuelto más común con el aumento del uso de ECMO en ECPR [reanimación cardiopulmonar extracorpórea]». escribió Padre.

Por ahora, el estudio sugiere que los tejidos y órganos tienen una sorprendente capacidad de regeneración tras ser privados de sangre. «En general, será necesario seguir optimizando y ampliando nuestra tecnología para comprender plenamente sus efectos más amplios sobre los tejidos isquémicos y la recuperación», señalan los autores.

Crédito de la imagen: David Andrijevic, Zvonimir Vrselja, Taras Lysyy, Shupei Zhang; Sestan Laboratory; Yale School of Medicine. OrganEx restablece las funciones de los tejidos una hora después de la muerte; los riñones recuperan su estructura.