Científicos logran revivir pulmones dañados para trasplante
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Científicos logran revivir pulmones dañados para trasplante

Científicos de Columbia lograron “resucitar” seis pulmones que habían sido donados por pacientes con muerte cerebral.

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Científicos logran revivir pulmones dañados para trasplante

Seis pulmones de pacientes con muerte cerebral fueron dispuestos para trasplante pero rechazados por los cirujanos al estar hinchados y empapados de líquido. Esta es la condición en la que se encuentran el 80% de los pulmones ofrecidos para trasplante en el mundo.

Al evidenciar este preocupante porcentaje, científicos de Columbia y Vanderbilt aprovecharon la oportunidad para poner en practica un sistema para la restauración de pulmones dañados en el que llevaban trabajando 8 años aproximadamente.

Este procedimiento consistía en poner cada órgano en una caja de plástico y conectarlo a un respirador, posteriormente conectar  cada pulmón a una vena grande en el cuello de un cerdo vivo, para que su sangre fluyera a través de los vasos, y así restaurar el funcionamiento de los órganos.

Los seis órganos que recibieron, sufrieron graves daños. Uno ya no había mejorado después de seis horas de tratamiento con el método original, un ventilador y líquido nutriente.

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Pero 24 horas después de que comenzaron los procedimientos, los seis pulmones se veían de color rosa brillante y saludables. Las pruebas de laboratorio mostraron que las células pulmonares se habían recuperado.

Los frutos de esta practica fueron impresionantes, ya que en las siguientes 24 horas al procedimiento los pulmones eran viables para trasplante y las pruebas de laboratorio evidenciaron que los órganos habían sido “resucitados”.

El siguiente paso es usar a un ser humano en lugar de un cerdo para revitalizar los importantes órganos del cuerpo. Lo que indicaría que el pulmón dañado se conectaría con un catéter grande insertado en el cuello del paciente y conectarían el pulmón a un respirador en la habitación. Es decir, el paciente sería capaz de resucitar el pulmón que necesita para su trasplante.

Sin embargo, este procedimiento aún no está listo para hacer de este un uso rutinario pero, la comunidad científica afirmó estar impresionada con los hallazgos.

 “Todo esto está en la cúspide externa, pero no creo que esté fuera del alcance de la posibilidad. Todo tiene sentido.”

Dr. David W. Roe, cirujano de trasplante de pulmón Universidad de Indiana

Cifras de trasplante de pulmones

En 2018 en Estados Unidos se realizaron más de 2.500 trasplantes de pulmón, pero ese mismo año se agregaron 3.134 pacientes a la lista de espera de estos órganos. Además, unos 365 pacientes fallecieron a la espera de un pulmón, o tuvieron complicaciones graves que les impedía someterse al procedimiento.

Es probable que la pandemia de coronavirus aumente la necesidad. Los pacientes gravemente enfermos pueden sufrir daño pulmonar duradero; El primer paciente de este tipo en recibir un trasplante de doble pulmón se informó en junio.

Recordemos, que según cifras expuestas en el New York Times, sólo el 20% de los pulmones que se dan para trasplante pueden ser usados, lo que supone una perdida de 80% de estos órganos donados. Se espera que con el procedimiento al menos 40% de los pulmones dados para trasplante puedan ser usados en pacientes que los necesiten.

Los criterios de elegibilidad para un trasplante de pulmón son muy estrictos porque el suministro es muy limitado. La mayoría de los centros médicos descartan pacientes de 70 años o más, así como personas que son frágiles, incluso si son adolescentes cuya fragilidad es causada por la insuficiencia de los pulmones.

Los pulmones son especialmente susceptibles al deterioro y daño, pues se llenan de líquido y entran a fase de descomposicion, por lo tanto algunos médicos han optado por administrar diuréticos a donantes con muerte cerebral para estimular la micción, en un esfuerzo por secar sus pulmones en preparación para el trasplante a otros pacientes. Sin embargo, el procedimiento no suele ser exitoso.

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Desarrollan modelo de aneurisma “viviente” en 3D

Científicos estadounidenses crearon un modelo en 3D “viviente” de un aneurisma cerebral, para considerar nuevos tratamientos.

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Desarrollan modelo de aneurisma viviente en 3D

Con el liderazgo del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore – LLNL siglas en inglés- en Estados Unidos un equipo científico creó recientemente el primer aneurisma viviente impreso en 3D fuera del cuerpo humano. El LLNL publicó el resultado de su estudio en la revista Biofabrication.

Según el documento el equipo de investigadores logró replicar un anuerisma “in vitro” con ayuda de una técnica de bioimpresión de vasos sanguíneos con células cerebrales humanas copiando un entorno similar en el que se desarrollan las dilataciones de los vasos.

En este sentido, los científicos realizaron un procedimiento de reparación endovascular en el aneurisma impreso con la ayuda de un catéter insertado dentro de un vaso sanguíneo. Con este mismo modelo el equipo pudo evidenciar el proceso de curación postquirúrgico de las células que se encuentran dentro de los vasos sanguíneos afectados.

El modelo de aneurisma fue creado a partir de hidrogel en el que se colocaron células del cerebro humano denominadas hCMEC, que posteriormente se extendieron recubriendo el interior del modelo, creando un aneurisma casi idéntico a uno cerebral que los médicos y científicos pueden examinar y trabajar sobre él.

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Tratamientos actuales para aneurisma

Recordemos, que un aneurisma es una protuberancia o burbuja en un punto determinado dentro de un vaso sanguíneo, este vaso generalmente se encuentra ubicado en el cerebro o el corazón por lo que es altamente peligroso ya que si llega a romperse suele tener consecuencias mortales para el paciente.

Teniendo en cuenta que las zonas donde se desarrollan los aneurismas son altamente sensibles y delicadas a menudo son complejas de encontrar y tratar. La investigadora del proyecto, Mónica Moya sostiene que ” si podemos replicar aneurismas tanto como sea necesario con estos dispositivos, podríamos ayudar a acelerar algunos de estos productos en la clínica y, esencialmente, brindar a los pacientes mejores opciones de tratamiento”

Actualmente, el tratamiento para un aneurisma consiste en la implementación de un clip de metal en la base del aneurisma para desviar la sangre y evitar que el vaso estalle. No obstante, científicos alrededor del mundo consideran que es un tratamiento invasivo ya que consiste en la perforación del cráneo cuando el aneurisma está en el cerebro.

Otro método consiste en el enrollamiento endovascular, que consiste en la inserción de un catéter en una arteria de la ingle pasándolo con sumo cuidado a través del cuerpo hasta llegar al punto del aneurisma para introducir posteriormente una espiral de refuerzo para inducir a la coagulación del aneurisma.

Finalmente, el coautor del estudio William Hynes, puntualiza que: “analizamos el problema y pensamos que si podíamos combinar el modelado computacional y los enfoques experimentales, tal vez podríamos idear un método más determinista para tratar los aneurismas o seleccionar los tratamientos que pudieran servir mejor al paciente”

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Científicos crean biomaterial que podría restaurar el tejido óseo

Científicos de la Universidad Nacional de Investigación de Samara en Rusia desarrollaron un biomaterial que permitiría restaurar algunos componentes del tejido óseo.

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Científicos crean biomaterial que podría restaurar el tejido óseo

Científicos de la Universidad Nacional de Investigación de Samara en Rusia desarrollaron un biomaterial que permitiría restaurar algunos componentes del tejido óseo. En específico el tratamiento podría ayudar especialmente a pacientes que sufren de osteoporosis, una enfermedad que provoca debilidad en los huesos aumentando el riesgo de sufrir una fractura.

Yelena Timchenko, líder de la investigación y autora de este estudio, explicó que el material está basado en el uso del mineral hidroxiapatita el cristal principal de los huesos y principal factor aportante a la dureza y rigidez de estos.

De acuerdo con la investigadora. a diferencia de la hidroxiapatita común, usualmente usada para restaurar los componentes minerales de los huesos, el biomaterial desarrollado denominado “hidroxipatita alogénica” obtenida a través de una tecnología única podría lograr reemplazar la sección orgánica de los huesos.

“Este nuevo material permite restaurar los componentes minerales perdidos del tejido óseo para ajustar el tratamiento de la osteoporosis, así como también el componente orgánico, considerado la ‘carcasa’ de todo biotipo”, aseguró la experta.

El equipo científico analizó la calidad del biomaterial mejorando sus métodos de obtención resaltando que no hay análogos en el mundo de este material para tratar la osteoporosis. Del mismo modo, se han realizado ensayos experimentales sobre la componsición de tejido óseo con osteoporosis para evaluar la particularudad de sus estructuras en sus manifestaciones.

Recordemos, que a pesar de que esta condición es causada principalmente por cambios hormonales relacionados a la edad (prevalente en mujeres con menopausia) también puede ser provocada por vuelos espaciales en gravedad cero.

Según la NASA se ha evidenciado que los astronautas pierden el 10% de la masa ósea del fémur en viajes de 6 meses al espacio. En este sentido, la creación de este biomaterial podría usarse en ensayos preclínicos para estudiar su eficacia en la prevención de la osteoporosis tanto en la tierra como en el espacio.

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Proponen modelo computacional para estudiar la tuberculosis

El modelo computacional está diseñado para una mayor comprensión de las fases iniciales de infección

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proponen modelo computacional tuberculosis

Recientemente, se presentó en PLOS COMPUTATIONAL BIOLOGY un modelo computacional elaborado por la Unidad de Tuberculosis Experimental del Instituto de Investigación Germans Trias i Pujol (IGTP), diseñado para reproducir la dinámica de la tuberculosis en un pulmón virtual. La creación de esta herramienta está incentivada por el devastador efecto que causa la enfermedad hoy en día. Actualmente, pese a las estrategias de vacunación y el desarrollo de tratamientos, se mantiene como una de las 10 primeras causas de mortalidad en el mundo.

La enfermedad es provocada por la bacteria Mycobacterium tuberculosis, patógeno que infecta los alveolos pulmonares. Sin embargo, de acuerdo con estadísticas, un 90% de la población infectada nunca desarrolla la patología. Las complicaciones se centran en el 10% de personas que se ven afectadas por la patología, ya que se desconocen los factores principales que la desencadenan en estos individuos.

Para crear este modelo computacional, los investigadores partieron de la siguiente hipótesis: la reinfección endógena juega un papel importante en el mantenimiento de la infección latente. Para comprobarlo, desarrollaron un modelo basado en agentes que describe el crecimiento, la fusión y la proliferación de las lesiones de tuberculosis en un árbol bronquial computacional. Para que la herramienta sea funcional, el grupo de expertos creó un algoritmo interactivo que genera tubos bronquiales y bifurcaciones dentro de un volumen tridimensional de la superficie del pulmón, según explicó Clara Prats, integrante del equipo.

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Modelo 3D podrían predecir los avances de la tuberculosis

Además de este complejo sistema, el instrumento presentado se fundamenta en datos obtenidos por tomografías computarizadas en cinco modelos animales (minicerdos). Según el artículo, las imágenes utilizadas fueron aquellas que mostraban las etapas iniciales de infección por Mycobacterium tuberculosis. A su vez, éstas fueron las que sirvieron para generar el pulmón computarizado.

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Imagen de reconstrucción pulmonar. A la derecha se representa la ubicación y el tamaño de las lesiones pulmonares causadas por tuberculosis en los modelos animales. Fuente: PLOS COMPUTATIONAL BIOLOGY

“El resultado es un modelo que nos permite reproducir y comprender los datos experimentales en la computadora. Hemos podido mostrar una relación importante entre el número final de lesiones de tuberculosis y la frecuencia de reinfección endógena y el crecimiento de las lesiones”, dijo Martí Català, otro de los investigadores. El modelo también se ha utilizado como plataforma experimental in silico para explorar la transición de la infección latente a la enfermedad activa, identificando los principales factores desencadenantes: una elevada respuesta inflamatoria y la combinación de una respuesta inflamatoria moderada con una baja amplitud respiratoria.

Ante los resultados vistos con el software, los investigadores consideran que este modelo computacional permitirá hacer predicciones para futuras acciones como nuevos biomarcadores, estrategias preventivas y terapias para la tuberculosis en humanos.

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