Durante un parto por cesárea el pasado 18 de mayo de 2018 en el Massachusetts General Hospital nació una niña en parada cardíaca. Lejos de aceptar la situación como otro mortinato, los médicos la acoplaron a un sistema de oxigenación de membrana extracorpóreo, trasladándolo al Boston Children’s Hospital. Allí llevaron a cabo un innovador procedimiento experimental nunca realizado en un ser humano tras un ataque cardíaco.
Conceptualmente, el procedimiento consiste en inyectar mitocondrias viables en el músculo dañado. Estos orgánulos, verdaderas fábricas subcelulares de producción de energía metabólica, consiguen que células destinadas a experimentar apoptosis vuelvan a ser funcionales.
Diversos experimentos en animales han mostrado que la inyección de un impresionante número de mitocondrias (alrededor de 1 billón) en un tejido no irreversiblemente dañado, permite recuperar la viabilidad de las células del tejido afectado.
Las infusiones de mitocondrias también prolongan el tiempo durante el que un órgano destinado a trasplante puede permanecer fuera del cuerpo.
Así mismo, las trasfusiones autólogas de mitocondrias han reducido el daño cerebral subsiguiente a un accidente cerebrovascular.
Hasta ahora los únicos trasplantes de mitocondrias autólogas se han llevado a cabo sobre el músculo cardíaco de niños con cardiopatías congénitas (1, 2).
Tras un ataque cardíaco el tejido muscular sano se convierte con rapidez en tejido cicatricial (tejido fibroso) irrecuperable. Es por esto que el factor tiempo es primordial para la posible recuperación funcional. En el caso del neonato mencionado al principio del artículo no se sabía con precisión cuándo se había producido el paro cardíaco.
La idea de los trasplantes de mitocondrias partió del Sitaram. Emani, un pediatra del Boston Children’s Hospital, y de James McCully, un investigador del Beth Israel Deaconess Medical Center., ambos centros adscritos a la universidad de Harvard. Ambos científicos se hallaban involucrados en investigaciones sobre los efectos de la anoxia celular tras un ataque cardíaco (3), o subsidiaria a procedimientos quirúrgicos invasivos.
Cuando se produce anoxia del músculo cardíaco, el corazón comienza a latir de manera débil aunque rápida, como mecanismo compensatorio, hasta que deja de hacerlo por completo. Ese es el intervalo temporal durante el que las células del músculo cardíaco son «recuperables». El examen microscópico es revelador: las mitocondrias presentan normalmente un color negro intenso. En la fase de anoxia, estos orgánulos se tornan traslúcidos y anormalmente pequeños.
A partir de estas observaciones, James McCully decidió extraer mitocondrias de células sanas e inyectarlas en tejido dañado por efecto de la anoxia.
En su trabajo experimental recuperó entre 110 y 310 mitocondrias de cerdos inyectándolas directamente en las células cardíacas del animal, lesionadas experimentalmente. Las mitocondrias se desplazaban hacia las células dañadas, y éstas reanudaban su actividad normal. La función cardíaca retornaba a la normalidad (4).
- Emany y J. McCully decidieron ensayar el procedimiento en neonatos humanos que precisaban oxigenación de membrana extracorpórea, una apoyatura tecnológica que permite prolongar la supervivencia durante 1 o 2 semanas a lo sumo.
La primera experiencia favorable fue con un recién nacido que debió someterse a intervención cardíaca por un defecto congénito. El corazón del niño recuperó su latido tras la inyección de millones de mitocondrias extraídas de su propio paquete muscular abdominal.
Hasta la fecha en que se redacta este artículo (julio 2018), 11 neonatos han recibido infusiones de mitocondrias. Tres no sobrevivieron, dos porque la necrosis cardíaca era demasiado extensa cuando se llevó a cabo la trasfusión, y otro debido a una grave infección subsidiaria a la intervención quirúrgica.
Ninguno de los neonatos no tratados recuperó la función cardíaca; un tercio de ellos tuvieron que incluirse en lista de espera de trasplante cardíaco.
La técnica ha sido mejorada. Ahora se infunden los preparados de mitocondrias en una arteria cardíaca, en lugar de hacerlo directamente en el músculo cardíaco. Las mitocondrias parecen dirigirse a aquellos lugares donde son más necesarias siguiendo un mecanismo que, hoy por hoy, no se ha podido explicar.
¿Se podrían extrapolar estos experimentos a pacientes adultos?
No existen razones para pensar que no puedan funcionar también en pacientes adultos. De hecho, sería más sencillo planificar un estudio clínico que permitiera validar la técnica. El ensayo consistiría en infundir mitocondrias o una solución de placebo en las arterias coronarias de personas que han sufrido cirugía de derivación (by-pass). Se prevé que el estudio se inicie el año próximo, 2019
Bibliografía:
- .Emani, SM, McCully JD. Mitochondrial transplantation: applications for pediatric patients with congenital-heart disease. Transl Pediatr 2018; 7(2): 169-175.
- .McCully J.D., et al. Mitochondrial transplantation for therapeutic use. Clin Transl Med 2016; 5(1): 16.
- Cowan D.B., et al. Transit and integration of extracellular mitochondria in human heart cells. Sci Rep. 2017; 7(1): 17.450.
- .McCully J.D., et al. Mitochondrial transplantation: From animal models to clinical use in humans. Mitochondrion 2017; 34: 127-134.
Zaragoza, a 17 de julio de 2018
Dr. José Manuel López Tricas
Farmacéutico especialista Farmacia Hospitalaria
Farmacia Las Fuentes
Zaragoza