Trabajo de revisión

 

Hospital Clinicoquirúrgico "Hermanos Ameijeiras"

Xenotransplante. Estado actual. limitantes y expectativas

Dr. Manuel Bazán Milián,1 Dr.Noel González Jiménez2 y Dra. Lourdes Delgado Bereijo3

Resumen

No hay duda de que poder disponer de órganos animales para trasplante solucionaría el problema de su escasez. Pero para que los xenotrasplantes puedan llegar a ser una realidad clínica, se debe superar de forma tres barreras: la inmunológica, la fisiológica y el riesgo de xenozoonosis. Desde el punto de vista inmunológico, la condición necesaria sería que el xenorrechazo pudiera modularse y transformarse a un allorejection-type. Los avances en la tecnología transgénica han resuelto por completo el rechazo hiperagudo, y se han obtenido sobrevidas máximas de meses para el riñón y el corazón, estas sobrevidas han permitido estudiar la compatibilidad fisiológica de estos órganos porcinos trasplantados en los monos durante estos períodos. En cuanto a las barreras infecciosas, con el desarrollo biotecnológico actual en el área de la producción porcina, se asegura el nacimiento de lechones completamente libres de patógenos específicos. Hasta la fecha no se ha comunicado ningún xenotrasplante clínico con órganos porcinos transgénicos. La razón de ello es que existe unanimidad en que todavía las barreras inmunológicas no se han superado. En la actualidad todos los esfuerzos están orientados a estudiar los mecanismos del rechazo vascular agudo retardado para así poder diseñar estrategias que lo prevengan con efectividad.

Palabras clave: Xenotrasplante, xenorrechazo, órganos transgénicos, xenozoonosis.

 

Con unas décadas de experiencia, se está convencido que el trasplante de órgano es hoy por hoy una opción valida para el tratamiento de diversas patologías en su estado final. Pero no se puede negar su limitante fundamental: la acuciante demanda de enfermos terminales en espera de donantes compatibles sin que esta sea resuelta, lo que aumenta el numero de pacientes fallecidos en lista de espera, ejemplo de esto es el reporte de que en EE.UU. fallecen diariamente 15 pacientes en estas listas.1-4 Lo anterior hace que se retome la idea de la utilización de órganos de especie animales diferentes al hombre para tratar de dar solución a esta situación, lo cual no esta exento de problemas que varían desde el rechazo violento que puede provocar, a infecciones y/o problemas éticos; por lo que es imprescindible que el dialogo científico sea lo que prime.

Los intentos por realizar xenostransplante no son nuevos;5-7 está descrito en la literatura que en el siglo XVII, cuando alguien usó el hueso de un perro para reparar un traumatismo craneal de un aristócrata ruso; en sentido contrario, en Escocia del siglo XVIII; se hizo popular el éxito de Jonh Hunter (1728-1793) al lograr el transplante, vascularización y desarrollo de un diente humano inmaduro en la cresta de un gallo vivo; más recientemente el 21 de diciembre del 1889 se realiza el primer transplante renal entre perros y en 1902 Carrel describió la técnica de la sutura de la anastomosis vascular y el transplante de órganos lo que le valió el premio Nóbel en 1912, 8 Desde entonces se siguen pasos lentos pero seguro en el progreso del xenotrasplante.

Diferentes grupos han regulado la actuación frente al xenotrasplante, entre ellos la Sociedad Internacional de Trasplante Corazón Pulmón (ISHLT), la cual desde agosto del 1999 presentó sus conclusiones y recomendaciones en cuanto al xenotrasplante.9

Según la Food and Drug Administration (FDA), por xenotrasplante se entiende cualquier procedimiento que implique el trasplante, implante o infusión en receptores humanos de células, tejidos u órganos procedentes de animales no humanos, o bien fluidos corporales, células, tejidos u órganos humanos que hayan tenido contacto ex vivo con células vivas, tejidos u órganos no humanos .

En este artículo, se revisa la situación actual de los xenotrasplantes y se analizan las condiciones actuales para poder comenzar ensayos clínicos de xenotrasplante de órganos desde nuestro punto de vista particular, además de tratar de brindar una amplia referencia bibliográfica fácil de consultar.

Fuentes de órganos para el xenotrasplante

Las investigaciones en las que se utilizaba como donantes a primates superiores (chimpancé, orangután, o gorila) se consideran actualmente poco justificadas, su utilización como donantes presentan varios inconvenientes: a) los problemas éticos concernientes al uso de estos animales en peligro de extinción; b) el elevado riesgo de infecciones transmitidas por los primates, dadas su proximidad genética; c) los problemas derivados de su largo período de gestación y su largo tiempo de crecimiento, y d) por razones técnicas y éticas los primates son pobres candidatos para la manipulación genética 1 (tabla 1).

Tabla 1. Obstáculos para xenotrasplante

	Cobaya ↓ Rata	Primate ↓ Humano	Cerdo ↓ Humano
Rechazo	++	++	++++
Incompatibilidad metabólica	++	++	++++
Riesgos de trasmisión de infecciones	+	++++	?
Problemas éticos - sociales	-	+++++	++
Disponibilidad	-	++++++	+

En la búsqueda del animal idóneo se ha hecho necesario valorar un conjunto de cualidades como son: similitud anatómica y funcional con el humano, la fácil reproductividad, la existencia de una población numerosa y algo muy fundamental es la posibilidad de tener animales gnotobiotas (libres de enfermedades trasmisibles para el hombre).

En la actualidad la mayoría de los grupos de investigación en xenotrasplante están de acuerdo en que la fuente ideal son los órganos de cerdos modificados genéticamente para evitar el rechazo, 10-12 ya que son animales de fácil acceso y con un período de crecimiento corto; además es ampliamente aceptada su utilización para la alimentación y la experimentación, su obtención libre de patógenos es fácil, y el tamaño de sus órganos y su fisiología son bastante similares a los humanos,1,14,15 estos cerdos transgénicos o modificados genéticamente; su endotelio es capaz de expresar inhibidores fisiológicos del complemento humano, con lo que se ha conseguido prevenir el rechazo hiperagudo (RHA) de manera reproducible cuando los órganos de estos cerdos se trasplantan en primates, su limitante seria la distancia filogénetica con el hombre lo que favorece la aparición del RHA.

Obstáculo para el xenotransplante

La técnica quirúrgica para la realización de los xenotrasplantes está ampliamente desarrollada.16 Sin embargo, para que éstos puedan llegar a ser una realidad clínica, deben superarse las otras limitantes en la actualidad de forma consistente, estas se pueden resumir en:

•  Rechazo inmunológico o barrera inmunológica.
•  Compatibilidad metabólica. o barrera fisiológica.
•  Posible transmisión de infecciones entre donante y receptor o xenozoonosis o barrera infecciosa.
•  Carácter ético y social o barrera ético-social.
•  Disponibilidad de los donantes.

Estos problemas son diferentes según la pareja donante-receptor que se considere. La especificidad de especie es una de las principales dificultades de la investigación en xenotrasplante; así, las conclusiones sobre compatibilidad inmunológica o metabólica en modelos de cobaya-rata pueden tener muy poco que ver con las conclusiones de modelos en que el donante es un cerdo y el receptor un primate (tabla 1).

Xenorechazo o rechazo inmunológico

Desde el punto de vista inmunológico y también cronológico se pueden distinguir varias fases en el fenómeno de rechazo a un aloinjerto vascularizado.17,18 Una primera forma de rechazo es el denominado RHA el cual puede ocurrir minutos u horas después de producirse la revascularización del injerto. Posteriormente, el aloinjerto puede ser destruido mediante el denominado rechazo agudo (RA), el cual puede aparecer en los pocos días o semanas después de la realización del trasplante. Por último, existe una tercera forma de rechazo, el rechazo crónico (RC), mediante el cual el tejido trasplantado es destruido de una forma larvada y a largo plazo.

Al igual que con el trasplante alogénico, los xenotrasplante pueden sufrir los tres tipos de rechazos mencionado anteriormente, RHA, RA, RC; la experiencia que se dispone sobre el xenotrasplante dado por los estudios realizados en modelos de animales experimentales o ensayos clínicos realizados en humanos, llevan dos conclusiones: en la actualidad la mayor barrera en xenotrasplante es el RHA; los fenómenos de rechazo hacia los xenoinjertos, aunque sus causantes responden a los mismos mecanismos inmunopatogénicos que los Tx alogénicos, son muchos más intensos y más difícilmente controlables con tratamientos inmunosupresores18,19 (tabla 2).

Tabla 2. Tipos de xenorechazos

Tipo de rechazo	Mecanismos
Hiperagudo	Anticuerpos naturales anti-Gal α 1-3 + Complemento
Retardado	Monocitos, células killer Anticuerpos?
Agudo	Linfocitos T
Crónico	????

Todo esto permite asegurar que para la realización del xenotrasplante, es necesario primero el poder modular los fenómenos de rechazo a formas de rechazo típicas del aloinjerto para que puedan ser tratadas normalmente por los clínicos.

Tipo y algunas características del xenorechazo

1. Rechazo hiperagudo

Es secundario a la presencia en los humanos de anticuerpos naturales contra el epítopo glucídico galactosa a 1-3 galactosa (Gal), sustitutos de los grupos sanguíneos ABH en los mamíferos inferiores, o sea la interacción de los xenoanticuerpos naturales del receptor con los xenoantígenos del endotelio vascular del donante que induce la activación del complemento, responsable del daño endotelial al inducir a la activación y retracción del endotelio, provocando la exposición del subendotelio y finalmente de los fenómenos de trombosis y hemorragia que necrosan en minutos el órgano xenotrasplantado20-21 al provocarse una disminución de la trombomodulina y un aumento del factor tisular.

La ingeniería genética con su poder de alterar, suplementar y/o alterar la actividad de un gen proveyendo al gen de una nueva funcionabilidad,22,23 ha resuelto por completo el RHA mediante diversas estrategias; hoy en día es un hecho que trasplantando órganos de cerdos transgénicos para proteínas reguladoras del complemento [MCP de membrane cofactor protein, CD55 o DAF de decay accelerating factor (disocia la convertasa C4b2a y evita la formación de C3b), CD59 o MIRL de membrane inhibitor reactive lysis (secuestra C8 y C9 evitando la formación de la unidad lítica C56789, etc.]24,25 a primates no humanos se previene el RHA, en el caso de xenotrasplante de riñón, 26 de corazón27 o de hígado,28 también se ha experimentado con la utilización del receptor soluble del complemento (sCR1) para inhibir la activación del complemento. Nuevos fármacos inmunosupresores mas potentes,29-32 sobre todo las inhibidoras del complemento,28,29 está mejorando también los resultados en cuanto al control del rechazo.

2. Rechazo vascular agudo retardado

El control del RHA ha permitido conocer un tipo de xenorechazo, no presente en los trasplantes alogénicos, denominado como xenorechazo retardado (DXR) o rechazo vascular agudo retardado, su mecanismo aún no esta bien esclarecido, se invoca que en este están presente un componente humoral y otro componente celular (macrófagos, células natural killer [NK]);33,34 según autores se debe a una activación directa y mutua entre el endotelio porcino y los monocitos humanos, por una parte, y el endotelio porcino y las células NK humana por otra. Para controlar el DXR se han utilizados diferentes estrategias, como modificar la molécula activadora de los monocitos Gal a 1-3 Gal o transfectar moléculas con capacidad de inhibir las células NK pero en los ensayos preclínicos (de cerdos transgénicos a primates) el control de este tipo de rechazo exige administrar una inmunosupresión muy potente (ciclofosfamida, altas dosis de ciclosporina o tacrolimus, altas dosis de esteroides, altas dosis de azatioprina o mofetil micofenolato, etc.), que finalmente condiciona el fallecimiento del animal como consecuencia directa (toxicidad medicamentosa) o indirecta (infecciones ) de la misma.

3. Rechazo celular y crónico

Debido de que algunos monos trasplantados con riñones transgénicos han sobrevivido varios meses (supervivencia máxima de 100 días), ha sido posible observar fenómenos de rechazo desencadenados por linfocitos T, equivalente al rechazo celular agudo alogénico e incluso, es descrito por algunos autores de forma reciente, el rechazo crónico en estos injertos. Ésta ha sido una importante ventana de investigación que se surge y que obligara a nuevas investigaciones en xenotrasplante.35

Compatibilidad metabólica o barreras fisiológicas

Las limitantes fisiológicas entre donantes y receptores en el xenotrasplante dependen fundamentalmente en el órgano que se trasplante. Otra interrogante que surge, seria la evolución de los órganos porcinos en el hombre conforme se alcance supervivencias de años en los individuos trasplantados, pues la vida media del ser humano es de 70 a 80 años y cada vez se incrementa más, y la vida normal del cerdo es de 15 años.

El trasplante de islotes pancreáticos es atípico, al no existir problemas de endotelio y por otro parte la función del injerto es simple y fácil de medir, se basa en la detección de las concentraciones de glucosa y de insulina respectivamente. Una investigación realizada con islotes fetales porcinos trasplantados a humanos concluyó que los islotes pancreáticos son relativamente insensibles al RHA, pero no al rechazo celular, por lo que son destruidos por los linfocitos CD4+, células NK, entre otros elementos.36

Investigaciones preclínicas de órganos porcinos transgénicos para proteínas reguladoras de complemento reportan sobrevidas máximas superiores a 2 meses en el riñón,37 30 días en el corazón38 y 8 días en el hígado.39 Estas sobrevidas han permitido avanzar mas en este campo y lograr estudiar la compatibilidad fisiológica de estos órganos porcinos trasplantados en los monos durante este tiempo .

En Cambridge la serie de riñones transgénicos trasplantados en monos, funcionan de forma adecuada, manteniendo valores normales de creatinina y, asimismo, del equilibrio ácido-básico e hidroelectrolítico.37 Sin embargo, existen problemas en la compatibilidad del la eritropoyetina, y existe asimismo una tendencia a una hipofosfatemia e hipoalbuminemia, sin albuminuria.

Los trasplantes ortotópicos de corazón a monos provenientes de cerdo transgénico funcionan de forma adecuada: la fracción de eyección y la hemodinámica de estos animales se mantienen correctamente mientras que los corazones no son rechazados, pero se ha descrito dificultad en la distribución de isoformas de la bomba de sodio del corazón.38

El xenotrasplante hepático con cerdos transgénicos,39 se ha expuesto en el modelo de cerdo transgénico h-DAF a babuino que el hígado porcino sintetiza factores de coagulación funcionalmente compatibles con el primate, facilitando una hemostasia normal al babuino al menos durante 8 días. Además, los monos trasplantados con estos hígados transgénicos se mantienen despiertos, conscientes y con alimentación oral durante esta etapa.

Barreras infecciosas: xenozoonosis

Las complicaciones infecciosas tras el trasplante convencional son causa importante de morbimortalidad.18 Con el xenotrasplante un problema añadido que plantea la utilización de tejidos, radica en la posibilidad de que microorganismos presentes en esas especies animales puedan cruzar la barrera ínter especie e infectar el huésped, en este caso al hombre. De ahí la aparición de términos de xenozoonosis para describir las enfermedades infecciosas introducidas en humanos a partir de tejidos xenogénicos.40

Existen dos tipos de infecciones que potencialmente se pueden trasmitir;41 las producidas por los gérmenes específicos de los tejidos porcinos y las que utilizarían el órgano como vector (retrovirus porcino).

Durante los últimos años, este problema ha motivado gran polémica sobre todo a partir de varios estudios42-44 en los que se han evidenciado diversos retrovirus endógenos de cerdo (PERV) capaces de infectar células humanas en cultivo. Hasta qué punto este tipo de zoonosis representa un peligro grave de aparición de nuevas pandemias es algo a lo que actualmente nadie puede responder con certeza.

También es conocido que diferentes factores conllevan a un aumento de riesgo de infección en cualquier trasplante sea alogénico o el xenotrasplante, estos son:

1. Inmunosupresión.
2. Técnica quirúrgica.
3. Factores dependientes del receptor.
4. Factores dependientes del donante.

Inmunosupresión

El xenoinjerto en una especie discordante (distante en la escala filogénetica) conlleva el desarrollo de un RHA, que se desencadena en cuestión de minutos a pocas horas.45-48 Esto es provocado por los anticuerpos naturales antixenogénicos preformados (XNA) y los antígenos endoteliales que reconocen dichos anticuerpos. Es conocido que el residuo Gal alfa 1,3 Gal es el xenoepítopo que mayoritariamente reconocen los anticuerpos naturales anticerdo de tipo IgG e IgM. 48-52 La activación del complemento lleva al daño tisular e inicia el rechazo.48,51,53 Si se logra controlar RHA, una segunda fase de rechazo puede llevar a la pérdida del órgano en los días 3 y 4: por el denominado DXR.48,51,54 Para lograr la supervivencia del injerto xenogénico serán necesarios regímenes de inmunosupresión más complejos y agresivos que los utilizados en el alotrasplante, 51 y esta inmunosupresión iatrogénica será el principal factor de riesgo para el desarrollo de infección

En la actualidad se desarrollan diferentes técnicas para prevenir el rechazo del xenoinjerto como expusimos con anterioridad, y utilizando fundamentalmente el campo de la ingeniería genética. 55 Algo que ejemplifica lo anterior es la utilización experimental, en el xenotrasplante de primates, cerdos cuyos órganos hipoexpresan residuos de galactosa en su superficie, y que expresan DAF (decay accelerating factor) o MCP (membrane cofactor protein), ambas moléculas humanas reguladoras del complemento activado (RCAs), con buenos resultados en cuanto a control del RHA.56-58 Se considera que el perfeccionamiento de estas técnicas de biotecnología, unido al desarrollo de protocolos de acondicionamiento (microquimerismo) e inmunosupresores específicos, podrían lograr controlar el fenómeno de rechazo, preservando en la medida de lo posible el estado inmunitario del receptor y quizás de logrando un mejor control secundario de las infecciones.

Técnica quirúrgica

Como es de suponer y al igual que ocurre en el alotrasplante, el tipo de órgano transplantado es un determinante de la infección; pero el xenotrasplante presenta dificultades técnicas que se suman, al tener que hacer adecuaciones espaciales, y la presencia de diferencias anatómicas que hacen a la técnica quirúrgica mas relevante, los otros elementos a tener en cuenta serian los mismos del cualquier acción quirúrgica: tiempo de isquemia, las roturas de las barreras anatómicas (piel, mucosa) el daño tisular inherente de la misma técnica o los diferentes factores de riesgo de infección derivados o asociados a cada técnica quirúrgica.

Factores dependientes del receptor

Es necesario el conocer las situaciones clínicas, microbiológicas e inmunitaria del receptor pretrasplante ya que pueden ser influyentes en el posterior desarrollo de infecciones, para esto es que se sigue por los diferentes grupos trasplantólogos de un protocolo de complementarios que permiten tener estos datos. Diferentes condiciones patológicas propias del paciente que pueden persistir o recurrir después del procedimiento son de vital importancia conocer (diabetes, hepatitis B, insuficiencia renal), la presencia de infecciones previas o latentes (bacterias gram -, CMV, etc), o la administración de antibióticos o fármacos inmunosupresores (esteroides); son factores de riesgo importante para el surgimiento de infecciones tempranas postrasplante. Tal y como se hace en el alotrasplante existen tratamientos preventivos y curativos que se pueden realizar pre y postrasplante teniendo estos datos del paciente.

Factores dependientes del donante

El riesgo de infección atribuible al donante es un factor a seguir en el alotrasplante, solo que en este caso de xenotrasplante, el donante es el cerdo, y este riesgo esta dado con su estado de colonización microbiológica previa al trasplante (infecciones activas, crónicas o latente). Este riesgo se puede minimizar por la aplicación de protocolo de valoración de enfermedades infecciosas, protocolo que son imprescindibles seguir en el alotrasplante, que en el caso del xenotrasplante están bien determinados (tabla 3).

Tabla 3. Recomendaciones sobre xenotransplante de diferentes organismos

Consejo de Europa: State of the art reports on xeno transplantation http://www.social.coe.int/en/quflife/artreport/tableart.htm EE.UU. FDA Use of xeno Transplantation products in humans http://www.fda.gov/cber/gdlns/clinxeno0201.htm España: Recomendaciones para regulación del xenotrasplante http:// www.msc.es/ont/esp/f_consejo.htm UKXIRA: UK xeno transplantation interim regulatory authority http://www.doh.gov.uk/ukxira.htm

Cronobiología de las infecciones en el xenotrasplante

El xenotrasplante cobra vigencia ante la imposibilidad de ofrecer un órgano a todos los pacientes portadores de enfermedad, y el estar en ensayo clínico las investigaciones que nos pueden decir hasta donde se puede llegar con la aplicación de las Stem Cell;59 con más de tres de décadas de desarrollo del alotrasplante y la experiencia obtenida resulta útil valorar el riesgo de infección según el tiempo transcurrido desde la cirugía. Dentro del primer mes posterior al trasplante sea alogénico o xenotrasplante, predominaran las infecciones derivadas de las complicaciones de la propia técnica quirúrgica; las infecciones bacterianas y fúngicas de la herida, neumonías, sepsis urinarias, cuadros sépticos, sepsis de los sitios de punturas y drenajes serán las más frecuentes. 60 La única infección viral frecuente dentro este período serán la reactivación del herpes simple en individuos seropositivos previos, 60 aunque en trasplante alogénico en el país también se ha tenido alta incidencia de CMV.

En el período comprendido entre el primer mes y el final del tercer mes y según algunos autores en el xenotrasplante hasta el sexto mes, aparecen las infecciones propias del trasplante, y que fundamentalmente son derivadas de la inmunosupresión, adquiriendo protagonismo los herpes virus humanos, también podrán activarse y replicarse los virus derivados del animal donante, Ej. CMV porcino. Otros microorganismos que se reactivan en este periodo serian infecciones bacterianas o fúngicas latentes del periodo anterior, el mycobacterium tuberculoso, el VIH.61

Al igual que en el alotrasplante, después del sexto mes de trasplante serán las infecciones que puedan aparecer en la población general las que aparecerán en los pacientes portadores de un trasplante. No obstante, se deben recordar y conocer dos situaciones que conllevan a una predisposición mayor de infecciones en este período: pacientes con rechazos agudo o en situaciones de rechazo crónico, pacientes en los que obligatoriamente hay que tener niveles básales elevados de inmunosupresión, 62 estos pacientes también serán los de mayor riesgo a desarrollar infecciones oportunistas.

Finalmente se debe destacar que la activación de un virus latente,63 o el desarrollo de las manifestaciones clínicas podrían demorarse décadas o provocar oncogénesis, alteraciones de la regulación genética y ser esta la forma de manifestarse e incluso después de muerto el receptor.

Infecciones bacterianas

Se pueden desarrollar infecciones debidas a bacterias presente en el receptor, y que son las típicas que aparecen en el alotrasplante, e infecciones por bacterias trasmitidas desde el cerdo a través del xenoinjerto; siendo en la mayoría de los casos patógenos comunes para ambas especies. En los receptores de xenotrasplante cardiaco en especifico, son frecuentes las infecciones neumococicas por bacilos gramnegativos, durante el primer mes, posteriormente por S. pneumoniae y Haemophilus influenzae.60,62 En la infección de la herida de esternetomia que puede evolucionar a mediastinitis se observa principalmente S. aureus y S epidermis.60 En el caso del pulmón las infecciones bacterianas más frecuentes son las del propio órgano donde se observan la Pseudomona aeruginosa y Staphylococcus aureus.64 De ahí que sea preciso el conocimiento de la ecología microbiana de las vías respiratorias del cerdo donante para plantear terapias profilácticas eficaces. Finalmente se conoce la infección de humanos que tienen injertadas válvulas cardiacas porcinas por micobacterias porcinas del complejo fortuitum.30 Otros tipos de infecciones bacterianas se observan según el órgano xenotrasplantado sea riñón, páncreas, hígado,60,62,65 etc.

Infecciones parasitarias

La presencia de parásitos se debe fundamentalmente a la infección de los órganos porcinos en primera instancia y en segunda posibilidad a la diseminación hematógena. Las localizaciones hepática, pulmonar o cardiaca de Schistosoma y Trichinella spiralis son posible66,67 y se han documentado abscesos hepáticos por Entamoeba histolytica 66,68-70 en humanos trasplantados o no.

El Toxoplasma gondii puede permanecer en forma de quiste en las fibras musculares del órgano trasplantado y reactivarse bajo las condicionante que la inmunosupresión conlleva al receptor, esta vía se ha demostrado posterior a un aloinjerto cardiaco;71 este parásito esta presente como agente infeccioso en el 50 % de los tejidos porcinos analizados.13

Pneumocystis carinii y Cryptosporidium parvus son patógenos frecuentes también en el cerdo67 y pueden provocar infecciones graves en individuos inmunodeprimidos.62

Infecciones fúngicas

A excepción de los dermatófitos, que son trasmitidos por el cerdo las infecciones fúngicas no pueden considerarse como zoonosis ya que su trasmisión al hombre por animales no ha sido demostrada; 67 la mayoría de estas infecciones son latente en individuos sanos, y solo se hacen evidente cuando este está inmunocomprometido. Los principales hongos patógenos en los receptores de órganos sólidos son Candida spp, su infección aparece durante los dos primeros meses; Aspergillus, se observa durante los tres primeros meses; Cryptococo neoformans puede observarse en cualquier momento postrasplante, aunque se ha visto que la ciclosporina tiene un efecto protector contra esta infección.60,62

Infecciones virales

Ante todo se deben distinguir las infecciones que son propias del receptor y que después del trasplante se reactivan y las que son propias del donante y que pueden pasar al receptor-huésped.

El primer gran grupo de infecciones virales que pueden desarrollarse en el xenotrasplante son aquellas que se deben a la reactivación de virus humanos y que tienen su origen en la flora viral endógena del receptor, y que cursan de forma latente en el tejido afectado. Estos agentes microbianos pueden activarse y proliferar bajo las condiciones de inmunodepresión presentes en el paciente debido al estadio final de su enfermedad o al tratamiento inmunosupresor aplicado para evitar el rechazo, o a ambos factores, provocando infecciones que son bien conocidas por darse en el contexto del alotrasplante. Los herpes virus (CMV, virus de Epstein-Barr , virus herpes simple I y II, virus de la varicela-zoster), los virus de la hepatitis B y C, y el virus de la inmunodeficiencia humana son los patógenos más importantes, y los estudios serológicos e inmunológicos para su detección en el período pretrasplante están protocolizados.60,62 Estos protocolos de evaluación deben ser aplicados de manera similar en el contexto del xenotrasplante.

Propiamente secundario al xenotrasplante; lo cual seria la primo infección de virus porcinos; existen dos tipos de infecciones que potencialmente se podrían transmitir;41 a) las vehiculizadas por los gérmenes específicos porcinos, y b) las que utilizarían el órgano porcino como vector (retrovirus porcinos).

Gérmenes específicos porcinos

Si bien el desarrollo biotecnológico en el área de la producción porcina proporciona y asegura el nacimiento de puercos completamente libres de patógenos específicos (condiciones SPF [ specific pathogen free ]),41,72 lo que ha solucionado el problema de la transmisión de zoonosis. Para ello es necesario disponer de instalaciones de bioseguridad (grado P3) y tener experiencia en técnicas de obtención de puercos por histerectomía y nutrición artificial,72 y a pesar de todo lo anterior se han descrito gran cantidad de virus en el cerdo que pueden provocar enfermedades zoonóticas en los humanos.

La existencia de factores que determinan el riesgo de transmisión y la peligrosidad de estas enfermedades se debe tener en cuenta; entre ellos se encuentran: a) el conocer que la transmisión viral de una especie a otra se encuentra limitada en ciertos casos debido a las restricciones especie-especificas, ejemplo es el CMV porcino, que no es capaz de infectar células humanas;73 b) el potencial patogénico del los virus pude modificarse, por varios factores como puede ser una alteración de la respuesta inmune en un huésped inmunodeprimido, o por recombinaciones genéticas con otros virus presente en el momento del trasplante o específicamente del xenotrasplante;74,75 c) es posible que un virus con muy poca importancia patogénica en su especie nativa, se convierta en muy peligroso cuando es trasmitido a otras especie;67,72 Ej. el virus del herpe 1 Cercopithecine del macao, solo produce lesiones urogenitales autolimitadas en su especie nativa, pero si esta enfermedad es trasmitida al hombre produce encefalitis aguda con una alta mortalidad cercana al 90 %. 74 Finalmente el virus porcino tiene la posibilidad de multiplicarse dentro del propio órgano donado, respetando incluso las restricciones especie-especifica, pero con el consiguiente compromiso final de su viabilidad.

Otro aspecto a destacar seria los virus porcinos que poseen homólogos humanos capaces de complicar un trasplante. El CMV porcino su replicación únicamente es posible en células del cerdo como se planteó con anterioridad, en donde es ubicuo y causa mortalidad fetal; no se ha demostrado hasta el presente reactividad entre células infectadas por CMV porcino y antisuero humano contra le CMV humano. Pese a ello, el CMV porcino podría reactivarse en el órgano animal bajo las condicionante de inmunosupresión.73 No así el virus de la enfermedad de Aujeszky (VEA), que provoca en el cerdo trastornos del sistema nervioso central y del aparato respiratorio y donde estudios recientes sugieren la posibilidad de trasmisión a un receptor humano.62 Aunque el virus de Epstein-Barr es causante de morbimortalidad en el trasplante , no se descrito su presencia en el cerdo.67,68 Los herpes virus son los causantes de mayor morbilidad después de un transplante alogénico; 62 por lo que se considera aún se necesitan más trabajos que confirmen la alta especie-especificidad de VEA, CMV y el Epstein-Barr , además que aclaren si los herpes virus porcinos pueden recombinarse con virus humanos análogos o adaptarse al ambiente humano. En cuanto los adenovirus67,73 porcinos su replicación parece limitarse al cerdo no así los rotavirus cuyo concepto cambió al lograr aislarse en heces fecales humanas un rotavirus67 porcino del grupo C.

Existen otros virus porcinos en los que está comprobado la trasmisión a humanos, entre los que se que se destacan el virus de la encefalitis japonesa cuya mortalidad en Asia esta en el 10 %,76 el virus de la rabia porcina, de la enfermedad vesicular del cerdo, de la encefalomiocarditis, etc son causantes de enfermedades de alto contagio y amplia distribución mundial.66,77-79 En la actualidad algunos estudios prevén devastadoras pandemias humanas producidas por el virus de la influenza por zoonosis trasmitidas desde el cerdo a partir de variantes antigénicas mutantes,67,76,80,81 y más recientemente se identificó el virus de la hepatitis E porcina (VHE) con alta similitud genética con el VHE humano.82

Por todo lo anterior es que se plantea que todos los animales con títulos de anticuerpos positivos para estos virus deben ser excluidos como donantes.

Retrovirus porcinos

Todas las especies vivas (cerdo, monos, humanos, etc), poseen retrovirus en su genoma, llamados en el caso del cerdo retrovirus porcino; estos representan una gran familia cuya replicación se produce dentro de las especies afectadas, pero que, en ocasiones, puede ocurrir en especies xenogénicas,66 en el caso del cerdo estos se denominan retrovirus porcino, y este retrovirus endógeno porcino (PERV) es un retrovirus tipo C; que al igual que en los demás vertebrados están integrados en la línea celular73,79 y tienen forma de herencia mendeliana, por lo que una vez infectado una línea celular en un momento de la evolución83 queda integrado en el genoma84 del animal de forma permanente. En 1997 se demostró in vitro que los PERV podían transfectar linfocitos humanos mantenidos en cultivos celulares.85 Esto conllevó una profundización en la investigaciones virológica porcina, dando como resultado hasta el momento la descripción de cuatro tipos de retrovirus porcino, y aumentando la incógnita de la forma de comportamiento y el destino de un retrovirus porcino inocuo una vez trasplantado dentro de un ser humano es imposible de predecir.73 Esto ha ocasionado importantes dudas y retrasos en el progreso del xenotransplante,86,87 y obligó a la US Food and Drug Administration (FDA) a suspender diferentes ensayos clínicos en marcha en el año 1997, favoreciendo secundariamente que los protocolos de investigación en xenotrasplante se enriquecieran con las medidas de bioseguridad que prevengan de riesgo de xenozoonosis en los ensayos preclínicos. Dos años más tarde, en 1999, vuelve el optimismo con un trabajo publicado en Science por Paridis et al 88 donde dan los resultados del seguimiento a largo plazo de más de 160 pacientes que habían mantenido el contacto con tejidos vivos porcinos, y en ningún caso se pudo demostrar infección en humanos por retrovirus y en sólo 23 pacientes se confirmó microquimerismo , o sea la presencia de células porcinas en el humano receptor; sin significación clínica o patológica. En otro estudio en el que se evaluaron 28 pacientes tratados con hígado bioartificial de hepatocitos porcinos, no se detectó PERV a los 5 años de seguimiento. 89 Otros trabajos con diferentes órganos también han llegado a similares resultados.

A pesar de estos resultados esperanzadores, existe el temor de que la recombinación entre retrovirus humanos y porcinos pueda originar nuevas partículas quiméricas virales con efectos devastadores, tanto para el individuo como para la población en general. 84 Este temor se ve incrementado por la presunción o los datos que apuntan que el VIH podría derivar originariamente del virus de la inmunodeficiencia del simio (VIS) es un ejemplo de la peligrosidad que puede representar la transmisión de retrovirus entre especies , de hecho, se han confirmado casos de infección a VIS en personas que trabajan con simios infectados.73,90,91

Por otro lado, otros investigadores informan de nuevos trabajos clínicos de xenotrasplante con tejidos o con órganos perfundidos confirman la no infectividad in vivo de los pacientes por retrovirus porcinos. En la página Web de la Food and Drug Administration (www.fda.gov/ceber/gdlns/zooxeno.pdf) se pueden consultar las guías para monitorizar el riesgo de infecciones en ensayos clínicos de xenotrasplante en fase 1.

Todo lo anterior hace que los aportes en la actualidad en este campo sean tan numerosos como las dificultades técnicas: se desarrollan procedimientos como la detección de la actividad de la transcriptasa inversa por PCR (RT-PCR), PCR para la detección de DNA retroviral en células mononucleares periféricas o detención de antigenos virales.79 Las técnicas de biología molecular mediante la ingeniería molecular están llamadas a resolver cuestiones tan importante como: Contiene el cerdo el provirus?, puede la célula producir viriones infectantes?, es transcrito el genoma retroviral?. Otra posibilidad valorando que todos los intentos

Las estrategias de actuación en transgénesis ponen de manifiesto la posibilidad de utilizar una terapia génica que implique la transfección de líneas celulares porcinas con "genes suicidas" que bloqueen la reversotranscriptasa e impidan la replicación del ARN y en consecuencia la posibilidad de replicación del retrovirus

No obstante, resulta imprescindible profundizar en el estudio en primates xenotransplantados que permitan esclarecer en el comportamiento de los retrovirus porcinos en situaciones de alto riesgo de infección, la inmunosupresion prolongada, las proteínas inhibidoras del complemento humano (hDAF) introducida por ingeniería genética en el injerto del donante y otros factores no evaluados hasta el momento en los estudios realizados.

Priones porcinos

Es conocida la transmisión de priones entre especies. La región codificante del gen de la proteína priónica porcina ha sido secuenciada por PCR, presentando una similitud del 88 % con la secuencia de aminoácidos de priones de otras especies de mamíferos.67 En el hombre se ha comunicado la transmisión de priones después de un alotransplante hepático. 92 En la actualidad se supone que para que la enfermedad llegue a transmitirse es precisa la ingestión o la inyección directa de material contaminado, no habiéndose comunicado ningún caso de transmisión tras un contacto directo. Por tanto, el paciente beneficiario del xenotrasplante será también el único en sobrellevar las consecuencias de una potencial infección priónica.67

Algunas estrategias para la prevención de la infección en el xenotrasplante

1. Donante

   Lograr animales asépticos mediante la agrupación de los animales-donante en los denominados entornos libre de patógenos específicos o sea la crianza de animales en instalaciones cerradas que faciliten el control epidemiológico, la crianza en estas instalaciones permite limitar la exposición a la flora microbiana, la evaluación periódica de los patógenos potencialmente trasmisible de cada animal, el control microbiológico de los manipuladores, el uso limitado y controlado de antimicrobianos, para prevenir el desarrollo de organismos resistentes. Estos animales son nacidos mediante histerectomía bajo condiciones asépticas y con madres seleccionadas por su potencial genético. Los cerdos son apropiados para este tipo de seguimiento y controles por su corto periodo gestacional y gran numero de descendencia, además de no constituir un problema ético su utilización.

   No se pueden obviar en estas medidas la experiencia del alotrasplante, ejemplo se conoce que la posibilidad de impregnación con antimicrobianos del donante supondría enormes ventajas, facilitando injertos libres de patógenos latentes.

2. Receptor

En como actuar con el receptor, se ha sugerido el quimerismo de la medula ósea como estrategia para inducir tolerancia a los xenotrasplantes y controlar la barrera inmunológica entre las especies, 93-96 o sea, se plantea que el trasplante xenogénico de medula ósea previo al injerto del órgano sólido animal podría tener enormes ventajas. Lo anterior se sustenta a lo observado en pacientes humanos trasplantados de medula ósea por enfermedad hematopoyética 97 y que posteriormente desarrollaron fallo renal secundario a la quimioterapia desarrollan tolerancia a los injertos renales cuando el órgano procede del mismo donante de la medula.

En cuanto a prevención de infecciones se deben aplicar primeramente las experiencias del trasplante alogénico que incluyen la terapia profiláctica con trimetropim-sulfametoxazol para reducir la infección por Pneumocystis Carinii y toxoplasma , el uso de antifúngicos locales o sistémicos como el nizoral, el ganciclovir en pacientes seropositivos de CMV, otras medidas como la descontaminación del intestino selectiva en caso del trasplante hepático, y/o el uso de antibióticos de acuerdo al resultado de los cultivos de las vías aéreas de donante y del receptor en el momento del trasplante.

Y secundariamente a la realización de investigaciones que se dirijan al estudio del comportamiento de los patógenos conocidos en el receptor trasplantados así como estudios y desarrollo de test diagnósticos de nuevos patógenos y de organismos presentes en los animales donantes.

Aspectos éticos y sociales

Los problemas éticos del xenotrasplante provocan numerosas interrogantes:

Es justificable el sacrificio de animales para que sus órganos sean trasplantados al humano?, Cuál será la reacción del receptor, de sus familiares y amigos?, estas y otras interrogantes hacen reunir los problemas en dos tipos: unos vinculados al equilibrio entre el antropocentrismo y el valor intrínseco de todas las especies animales, y otros vinculados al riesgo de transmisión de infecciones.

Entre los problemas ligados al antropocentrismo, los valores a mantener serían la conservación de las especies; una especial consideración social para las especies más próximas y la necesidad de reducir el sufrimiento animal tanto como sea posible. Estos valores no parecen necesariamente incompatibles con la realización de xenotrasplantes. La modificación genética de los animales suscita recelos en algunos sectores de la población, pero parece ser aceptada por una inmensa mayoría cuando se utiliza con fines terapéuticos.

Otro punto de posible conflicto ético reside en el riesgo de transmisión de infecciones.97 Concretamente, preocupa el hecho de que todos los cerdos estudiados hasta ahora tengan incorporado en su genoma el PERV-PK, un retrovirus porcino sobre cuya posible transmisión al ser humano todavía existen dudas. Existe el temor de que en contacto con células humanas estos virus puedan infectarlas y sufrir algún tipo de recombinación con el ADN humano que lo haga especialmente patógeno. 98,99

Las decisiones éticas se basan en un equilibrio entre el riesgo y el beneficio y, en este caso, tanto uno como otro es inciertos.

Pronosticar si el xenotrasplante va a convertirse en una alternativa terapéutica en un corto o medio plazo es muy difícil. Entre otras razones, porque su desarrollo no depende tanto de las propias limitaciones como de la posibilidad de que otras opciones terapéuticas den soluciones al mismo tipo de problemas, de una forma más simple o eficaz. De confirmarse en humanos las cualidades regenerativas descritas a las células pluripotenciales de médula ósea, la línea de investigación en xenotrasplante podría ser superada. No obstante, los problemas que hay que solucionar en el campo de las células pluripotenciales son todavía de gran envergadura y no puede descartarse que algún obstáculo importante reduzca o enlentezca las expectativas creadas.100 Podría incluso suceder que fuera necesario algún tipo de simbiosis entre ambas técnicas. Lo único cierto es que, hoy por hoy, los receptores en lista de espera sólo pueden confiar en nuestra capacidad para aprovechar el mayor número posible de donaciones de cadáver y en nuestra habilidad para cambiar el futuro. 

Expectativas

Los primeros trasplantes clínicos que se hacen a principios de siglo son xenotrasplantes, y los primeros fracasos del xenotrasplante renal en animales se relacionan con errores en la técnica quirúrgica, sobre todo en las anastomosis vasculares (trombosis, hemorragias, etc.).

El xenotrasplante de órganos de cerdo transgénico con proteínas reguladoras del complemento humano en primates no humanos, ha permitido superar la barrera del RHA y obtener supervivencia prolongadas de los xenoinjertos que a su vez han permitido estudiar nuevas formas de rechazo y el comportamiento de las infecciones. Pero la supervivencia aun esta lejos de lo que muchas instituciones consideran necesaria para autorizar el xenoinjerto en humanos.

Se desconoce si la mayor supervivencia del xenoinjerto se podrá lograr con la utilización de cerdos trasgénicos con proteínas reguladoras del complemento y la utilización de terapias inmunosupresoras más potentes actuales o será necesario de mas manipulación genética.

De lo que no hay duda es que la posibilidad de producir animales transgénicos hace que la posibilidad de que el xenoinjerto sea una realidad clínica se acerque cada día más.

Conclusiones

Ante la imposibilidad numérica de órganos para la realización de alóinjertos y el numero crecientes de enfermos que lo necesitan; secundario a diversos factores como el mejoramiento de la calidad de vida, el envejecimiento poblacional, la soluciones terapéuticas a diversas enfermedades, el primer paso es aumentar la campaña publicitaria a favor de la donación de órganos. Hoy día paralelamente a los xenotrasplantes, se habla también de conceptos tan desafiantes como la "terapia celular", por la que a partir de Stem Cells de embriones humanos, quizá modificadas genéticamente para mejorar su valor terapéutico, sería posible ­­ reparar daños tisulares, tal vez células nerviosas o incluso células musculares de un miocardio postinfarto. En este sentido, células fetales ya han mostrado cierto beneficio en el tratamiento de la enfermedad de Parkinson y células derivadas de medula ósea demuestran su capacidad pluripotente en la regeneración del miocardio.100

El mundo científico tiene en la actualidad dos grandes campos a explorar: las Stem Cell y el xenotrasplante, quizás ambos campos lleguen a interactuar en pos de una alternativa terapéutica en beneficio de la humanidad.

El xenotrasplante en particular, constituye actualmente una línea de investigación muy sugestiva y prometedora, a pesar de las barreras científicas existentes, que debe continuar en todo caso, y ser estimulada y apoyada cuanto sea necesario. 97 Al mismo tiempo, exige una extraordinaria prudencia, sobre todo cuando se pretenda dar el salto al ser humano, puesto que si bien parece que las barreras inmunológicas y fisiológicas, aun siendo importantes, podrían quedar resueltas con mayor o menor dificultad y permitir en el futuro al menos el xenotrasplante como procedimiento transitorio o puente hasta que se obtenga el órgano humano idóneo para el receptor, esto no sería aconsejable mientras no se logren soluciones claras y fiables a los potenciales o teóricos riesgos de transmisión de enfermedades interespecies, pensando tanto en el paciente como en la colectividad (su entorno, posible descendencia, la sociedad en general). Éticamente no parece lógica cualquier iniciativa clínica mientras este decisivo aspecto no quede claramente resuelto.

XENOTRANSPLANTATION. CURRENT STATE, LIMITATIONS AND EXPECTATIONS

There is no doubt that having animal organs for transplantation will solve the problem of their scarcity, but for xenotransplantations to turn into a clinical reality, it is necessary to overcome three barriers: the immunological, the physiological and the xenozoonosis risk. From the immunological point of view, it would be necessary that the xenorejection could be modulated and transformed into an allorejection type. The advances of transgenic technology have completely solved the hyperacute rejection, and maximum survivals of 3 months have been attained for the kidney and the lung. These suvivals have allowed to study the physiological compatibility of this porcine organs transplanted in monkeys during these periods. As to the infectious barriers, with the present biotechnological development in the area of porcine production, it is guaranteed the birth of specific antigen free pigs. No clinical xenotransplantation with transgenic porcine organs has been reported so far. The reason for this is the existance of an unanimous criterion that the immunological barriers have not been overcome yet. Nowadays, all the efforts are directed to study the mechanisms of retarded acute vascular rejection to design strategies preventing it with effectiveness.

Key words: Xenotransplantation, xenorejection, transgenic organs, xenozoonosis.

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Recibido: 20 de mayo de 2004. Aprobado: 11 de diciembre de 2004.
Dr. Manuel Bazán Milián. Hospital Clinicoquirúrgico "Hermanos Ameijeiras". San Lázaro No. 701, Centro Habana, Ciudad de La Habana, Cuba.

1Especialista de I Grado en Cardiología, miembro de "Sociedad Internacional de Trasplante Corazón Pulmón".
2Doctor en Ciencias Medicas. Especialista de II Grado en Cirugía Cardiovascular. Profesor Titular. Profesor Consultante del Hospital Hermanos Ameijeiras. Profesor colaborador del CIMEQ.
3Especialista en Grado en Cardiología. Especialista en I Grado en MGI. Diplomado de Ateroesclerosis.