Una innovación pionera mantiene sanos durante más tiempo los ojos humanos donados
La falta de órganos humanos donados y la dificultad para conservarlos frenan el desarrollo de terapias regenerativas y nuevos fármacos. Un nuevo método para «resucitar» y mantener ojos humanos de donantes fallecidos pretende superar este escollo, lo cual podría ofrecer nuevas oportunidades para el tratamiento de la degeneración de la retina y otras afecciones que pueden provocar discapacidad visual y ceguera. Pia Cosma dirige el proyecto ECaBox(se abrirá en una nueva ventana) en el Centro de Regulación Genómica(se abrirá en una nueva ventana) (CRG) de Barcelona, donde un equipo multidisciplinar está desarrollando un dispositivo que permitirá «resucitar» ojos de fallecidos. «Nuestro objetivo es permitir hacer ensayos preclínicos en ojos completos. Los ojos humanos donados se deterioran rápidamente, en pocas horas, en cuanto cesa la perfusión sanguínea. ECaBox permite resucitarlos y conservarlos fuera del cuerpo», explica Cosma, profesora de investigación en el ICREA(se abrirá en una nueva ventana), líder de grupo en el CRG y coordinadora del proyecto. ECaBox puede emplearse para preservar ojos que después pueden utilizarse para probar terapias contra el glaucoma, la degeneración macular senil, el ojo seco, la retinopatía diabética y la retinosis pigmentaria, entre otras muchas enfermedades oculares. Cosma agrega: «Un ojo conservado fuera del cuerpo podría utilizarse para investigar prácticamente cualquier enfermedad ocular, y se podrían estudiar la aplicación de terapias en cualquier compartimento del ojo, para cualquier afección».
Procedimientos innovadores para mantener perfundidos y sanos ojos cadavéricos
Aunque los avances en organoides humanos —tejidos cultivados en placas de Petri— están mejorando la forma de reproducir la función ocular, estos no logran capturar su complejidad fisiológica. Como los organoides suelen carecer de vasos sanguíneos, no permiten modelizar de forma adecuada la complejidad de la retina humana, que depende del suministro de nutrientes a través del sistema vascular. «Cualquier terapia retiniana actúa dentro de esta dinámica vascular-neuronal, por lo que es fundamental comprender cómo funcionan las terapias en ese contexto fisiológico antes de probarlas en seres humanos», comenta Cosma. Mediante programas informáticos y diseño en tres dimensiones, el equipo diseñó la ECaBox para conservar ojos donados y mantener en su sitio un tubo de perfusión que permite restablecer el flujo de fluidos en los vasos sanguíneos del ojo. Los ojos humanos de donantes se recogieron tras el fallecimiento, con el consentimiento por escrito de los familiares, de conformidad con la legislación española y con la aprobación de los comités de ética de los hospitales. «Los sistemas de bombeo y oxigenación controlan el flujo de fluidos y la hidratación corneal mientras los ojos se mantienen fuera del cuerpo», explica Cosma. Para reanimar y conservar los ojos, se introduce un tubo fino en una arteria ocular y se fija en su posición. A continuación, se bombea por la arteria un perfundido electrofisiológico —una solución salina o tampón especial y controlada— a caudales regulados, mientras que la estructura ocular y el llenado de los vasos sanguíneos se examinan mediante técnicas de imagen retiniana, exploraciones ópticas y tomografía de rayos X tridimensional de alta resolución. Las imágenes se procesan mediante modelos de inteligencia artificial (IA) para identificar y analizar los vasos sanguíneos. Las redes vasculares se alinean, se dividen en regiones y se miden en términos de longitud, volumen y densidad, lo que permite hacer comparaciones entre distintos ojos. La IA también desempeña un papel destacado: «Podemos determinar la salud de la retina mediante técnicas como la tinción de tejidos, la obtención de imágenes celulares, la citometría de flujo para medir células vivas y los registros eléctricos de las respuestas retinianas a la luz. El daño retiniano puede graduarse y luego clasificarse mediante modelos de IA entrenados con imágenes histológicas».
Un gran paso adelante en el trasplante de órganos
El estudio constituye una prueba de concepto que demuestra que los órganos conservados «ex vivo» son útiles para el desarrollo de terapias y que, además, tiene implicaciones para el trasplante de órganos. Además, ECaBox permitirá reducir de forma considerable los costes farmacéuticos, al hacer posible la evaluación de un mayor número de terapias. «De hecho, el trabajo ha suscitado interés en Estados Unidos y nuestros datos aportan pruebas sólidas de que los ensayos preclínicos pueden llevarse a cabo en tejidos cadavéricos como parte de la batería de pruebas preclínicas convencionales que una empresa farmacéutica llevaría a cabo con una nueva terapia», concluye Cosma.
