Resumen

El tema de la preservación de órganos debe de haber sido planteado por San Cosme y San Damián en el siglo XV, cuando intentaron hacer el primer trasplante de extremidades, de un esclavo negro en un blanco que había perdido su pierna. No sabemos realmente cómo preservaron ese órgano y cuáles fueron los resultados, pero este caso es para ilustrar que tanto el trasplante como la preservación de órganos son dos temas que van absolutamente imbricados y no se entiende el uno sin el otro.

El ideal es lograr no sólo un trasplante con éxito sino que todos los órganos que se trasplanten tengan una función posterior satisfactoria. Desgraciadamente, eso no sucede, y se estima que alrededor de 30% de los órganos tienen diversos grados de disfunción en el momento de ser implantados; y, más grave aún, hay una incidencia de injertos que no funcionan nunca después de ser implantados, que fluctúa entre 5 y 10%, dependiendo del injerto. Por lo tanto, es muy importante ocuparse de cómo lograr que un órgano, una vez colocado en el receptor, funcione adecuadamente.

Se sabe que cuando un órgano es trasplantado se produce un daño, que comienza en el momento en que se extrae, y que hay un segundo fenómeno que sucede en el momento de ser colocado, que corresponde a una serie de eventos que ocurren en forma simultánea y secuencial. Este fenómeno es similar en todos los tejidos, (ocurre en el riñón, pulmón, corazón, hígado, etc.), produce grados variables de disfunción, tiene una incidencia significativa y, lo más importante, se asocia con una serie de secuelas relacionadas con el rechazo, tanto agudo como crónico, las que finalmente van a influir en la sobrevida de los injertos a largo plazo.

Al revisar las tasas de sobrevida del injerto renal en nuestro país, se observa que la sobrevida de los riñones de donante cadáver va disminuyendo a medida que pasan los años, y a los cinco años 65-67% de los injertos cadavéricos están funcionando, lo que es un poco mejor en el trasplante renal de donante vivo. Se sabe que después del primer año ocurre una serie de complicaciones y que la principal causa de pérdida de estos injertos es el rechazo crónico -responsable de más o menos 5% de pérdida anual- que estaría relacionado, entre otras cosas, con el daño de preservación que ocurre en el momento de extraer el órgano.

Por lo tanto, es esencial saber qué se necesita para que un órgano trasplantado funcione en forma normal. Desgraciadamente, esto no es tan sencillo; por ejemplo, en el congreso de trasplante realizado en Roma en el año 2000 se presentaron 100 trabajos, aproximadamente, relacionados con el tema de la preservación de órganos, los que tenían aspectos tan diferentes entre sí como el uso de antagonistas de la endotelina, antagonistas plaquetarios, antagonistas de las células de Küpfer, bloqueadores de canales de sodio, inhibidores leucocitarios, preacondicionamiento, estudios de microcirculación, bloqueadores del complemento y bloqueo de genes antiapoptóticos.

Para complicar un poco más las cosas, se presentaron varios otros trabajos acerca de antagonistas de endonucleasas, bloqueadores de radicales libres, vasodilatadores, etc. En el fondo, esto refleja que el tema de la preservación de órganos dista mucho de estar resuelto, de modo que sólo es posible resumir los fundamentos de lo que hasta aquí se sabe, y, probablemente, establecer algunas líneas hacia el futuro.

Bases moleculares
La muerte celular es un fenómeno que ocurre en todos los órganos por dos mecanismos: la necrosis, que es secundaria a una carencia de oxígeno asociada a un fenómeno inflamatorio, y la que se denomina muerte celular programada o apoptosis, que se produce cuando se activa una serie de genes celulares que desencadenan la muerte de la célula por haberse cumplido la cantidad de tiempo de vida que tenía programada.

El fenómeno de necrosis, que está relacionado con la presencia de isquemia y se asocia con la aparición de inflamación, tiene su fundamento en que el déficit de oxígeno produce un déficit de ATP, que es la molécula energética que mantiene el funcionamiento de todos los órganos. Esta molécula de ATP es sintetizada en forma continua al interior de las células, con fuentes como los hidratos de carbono, las proteínas y las grasas, y básicamente permite conservar la energía en los enlaces de los grupos fosfato de la molécula básica, que es la adenosina, la cual, por medio de estos enlaces que se generan y degradan en forma continua, proporciona la energía fundamental para mantener funcionando las células, y a través de ellas, los órganos.

Cuando se extrae cualquier órgano, lo primero que sucede, independientemente de la técnica o del procedimiento utilizado, es una detención momentánea del flujo de sangre y de oxígeno. Durante este proceso, conocido como isquemia, se consume gradualmente la fuente de ATP, el que se transforma en ADP, AMP, adenosina y por último hipoxantina. Cuando el órgano es reperfundido, el oxígeno que ingresa a él produce la transformación de la enzima xantina dehidrogenasa -que está presente en todos los tejidos- en xantina oxidasa, que genera xantina e ión superóxido, una molécula de tipo radical libre altamente inestable, que va a iniciar todo el proceso de destrucción del órgano trasplantado.

De los radicales libres, el más importante es el ión superóxido, que es el precursor de otros radicales que se siguen formando en forma secuencial. Lo más importante es que estas moléculas tienen electrones libres, son fácilmente combinables y se unen a los fosfolípidos de las membranas que son comunes a toda la maquinaria celular, produciendo los peróxidos o hidroxiperóxidos de lípidos y alterando la función celular.

La célula más importante donde ocurre este fenómeno, que dañará el órgano que posteriormente vamos a implantar, es la célula endotelial, una célula común que se encuentra en el interior de los vasos de la microcirculación de todos los órganos. Lo que se produce inicialmente es una alteración en las moléculas de unión intercelular, facilitando el paso de diferentes fluidos hacia y desde los espacios intracelulares, y una alteración a nivel de los canales iónicos que están dentro de las membranas, que son los responsables de mantener el equilibrio homeostático dentro de la célula.

Por lo tanto, todo este fenómeno de generación de radicales libres produce una alteración en la membrana y ésta pierde la capacidad de unión intercelular, y, por otra parte, pierde la capacidad de transportar los diversos iones encargados de mantener este equilibrio hacia y desde el interior de la célula.

Este fenómeno de generación de radicales libres es el principal, puesto que es el inicial, dentro de una serie de otros fenómenos que inducen acumulación de neutrófilos, liberación de factores endoteliales y activación del complemento y de citoquinas que van dañando progresivamente el órgano. En este proceso de peroxidación de lípidos y de daño endotelial participa una larga serie de células y citoquinas que generan, entre otros efectos, un aumento de la permeabilidad capilar y trombogénesis, que llevan finalmente a la falla del órgano.

Si bien este proceso es común para todos los órganos, éstos tienen distintos tiempos de tolerancia frente a la isquemia (5, 6, 12 ó 24 horas); es decir, la tolerancia a la isquemia no es homogénea en todos los órganos. Las razones de esto no están claras, pero algunas líneas de investigación actuales sugieren que se debe a las diferentes velocidades de generación de la enzima xantina oxidasa que presenta cada órgano; por ejemplo, en el corazón la activación de la enzima ocurre precozmente, no así en el riñón.

Por otra parte, en los distintos tejidos hay una relación distinta entre la cantidad de radicales libres y las moléculas que actúan como limpiadoras de radicales libres. En condiciones fisiológicas se producen radicales libres, los que son removidos por estas moléculas limpiadoras, y la proporción entre ambos es lo que determina el grado de daño de cada órgano.

Métodos de preservación de órganos
Las soluciones de preservación pretenden disminuir y frenar todos estos procesos y permitir que los órganos funcionen adecuadamente. La elaboración de soluciones de preservación de órganos ha sido motivo de investigación en muchos centros e incluso en el último congreso hubo una parte muy importante dedicada a esto.

Las soluciones intentan bloquear el mecanismo que produce el daño celular, según lo que se conoce hasta ahora. Por eso se utilizan, por ejemplo, bloqueadores de generación de radicales libres, bloqueadores de generación de xantina oxidasa, bloqueadores de algunos cofactores que participan en la generación de estos radicales, bloqueadores de adhesión de neutrófilos y de quimiotaxis, etc. Las soluciones de preservación que existen actualmente y que son las madres de muchas otras tienen alrededor de 25 componentes diferentes en proporciones diversas.

El segundo aspecto fundamental para la mantención de órganos es la baja temperatura, que disminuye la actividad enzimática, la tasa metabólica y, por lo tanto, el déficit de ATP, lo que teóricamente permitiría que los órganos duren más. Sin embargo, en este momento hay algunas líneas de investigación que han demostrado que pretratando un órgano con sangre, incluso a temperatura normal o cercana a lo normal antes de implantarlo, en vez de guardarlo exclusivamente en frío, se podría mejorar la función postrasplante.

Por lo tanto, las soluciones de preservación pretenden aportar elementos que bloqueen todos los procesos que van degradando la célula y por, otra parte, el frío pretende modificar las estructuras de la membrana, disminuir los requerimientos de oxígeno y permitir que funcione adecuadamente el órgano revascularizado.

Probablemente una de las mejores soluciones que se ha inventado hasta aquí es la solución de Wisconsin, que ha permitido, en el trasplante de hígado, por ejemplo, mantener la viabilidad de los hepatocitos hasta por 24 horas y de las células ductales hasta por 15 horas, casi el doble de lo que se podía hacer hace una década. Lo mismo ha sucedido con esta solución en el caso del páncreas y, mucho mejor todavía, en el caso del riñón.

El mecanismo por el cual la generación de radicales libres daña el órgano, y ocasiona un pronóstico de vida inferior al de un órgano que ha sido adecuadamente preservado, se aclaró hace poco más de dos años, cuando se demostró que los radicales libres activan las células dendríticas, las que están tanto en el donante como en el receptor y son reguladoras fundamentales de la función de los linfocitos T y B. Al implantar un órgano previamente dañado o que se daña durante la reperfusión, estas células dendríticas que vienen dañadas en el donante o que se generan en el receptor se ponen rápidamente en contacto con los linfocitos y generan la respuesta inmune.

Se sabe que la muerte encefálica es un proceso en el cual se van produciendo una serie de alteraciones hemodinámicas y metabólicas. En esta etapa se inicia el daño celular y comienza, entre otras cosas, la activación de las células dendríticas. Estas células se ponen en contacto a través de un mecanismo que es bastante complejo, pero básicamente hay una presentación antigénica, fenómenos de coestimulación y adhesión de todas las moléculas que participan con los linfocitos T y esta célula dendrítica, gatillándose la respuesta inmune.

Conclusiones
La isquemia produce una privación de la fuente energética, lo que genera la pérdida de la gradiente iónica y de la homeostasia.

El fenómeno de isquemia y de reperfusión es un fenómeno bifásico de destrucción celular: lo que sucede en la reperfusión es una interacción de los radicales libres, los neutrófilos y los factores endoteliales.

El radical libre más importante es el radical superóxido. Este actúa básicamente a nivel del endotelio, que es un sistema dinámico, autorregulado, con la participación de una serie de citoquinas y de mediadores celulares. Esta desrregulación endotelial gatilla a su vez los fenómenos de adhesión y migración.

Interrogantes finales
¿Qué relación hay entre la calidad del donante y el daño por isquemia-reperfusión?

¿Qué relación tiene la manipulación quirúrgica con la isquemia y reperfusión?

¿Podemos seguir buscando marcadores que sean predictores de función?

¿Qué correlación existe entre el estudio experimental y las situaciones clínicas?

A futuro
Probablemente va a haber un enfoque más global, dirigido al bloqueo de la producción de radicales libres mediante pretratamiento del donante, y probablemente a la modulación entre el contacto de las células dendríticas y los linfocitos T.