Descubren un fármaco de animación suspendida que imita la hibernación

Descubren un fármaco de "animación suspendida" que imita la hibernación y podría mejorar el trasplante de órganos, asegurar la supervivencia ante lesiones traumáticas y facilitar los viajes espaciales de larga duración.

Investigadores del Instituto Wyss de Ingeniería de Inspiración Biológica de la Universidad de Harvard han probado con éxito un fármaco llamado de animación suspendida que podría salvar millones de vidas al imitar los beneficios reductores metabólicos de la hibernación.

Apodado SNC80, el medicamento no sólo muestra la capacidad de extender los tiempos de viabilidad de los órganos trasplantados, sino que en última instancia puede usarse para poner a los pacientes en una forma de animación suspendida inmediatamente después de una lesión traumática o incluso durante un viaje espacial prolongado.

SNC80 es un fármaco no adictivo para el alivio del dolor que, según esta investigación, también podría usarse para preservar células y órganos rápidamente y de forma segura para el trasplante, eliminando la necesidad de almacenarlos en frío.

Estado similar al sueño

El fármaco induce un estado similar al sueño en las células y los órganos, reduciendo su actividad metabólica y bioquímica, lo que mejora su supervivencia.

El fármaco es reversible y permite que las funciones tisulares se recuperen en 24 horas. Podría tener aplicaciones en emergencias médicas, como el trauma o la infección aguda, al ralentizar los efectos nocivos sobre los tejidos y los órganos.

También podría facilitar los viajes espaciales de larga duración, al inducir un estado de hibernación artificial en los astronautas.

Trasplantes complicados

El trasplante de órganos es una de las intervenciones médicas más efectivas para salvar vidas, pero se enfrenta a varios desafíos, como la escasez de donantes, el tiempo limitado de preservación y las condiciones óptimas de almacenamiento.

Actualmente, el método más común para preservar los órganos donados es enfriarlos hasta cerca del punto de congelación, lo que ralentiza los procesos metabólicos y bioquímicos que causan la degradación celular.

Sin embargo, el almacenamiento en frío puede dañar los tejidos si se prolonga demasiado, y los sistemas utilizados para mantener vivas las células y los tejidos pueden ser difíciles de usar en el punto de atención o cuando los recursos son limitados.

Buscando la biostasis

Por ello, los investigadores han buscado alternativas para lograr la biostasis, es decir, el enlentecimiento rápido y reversible de las actividades metabólicas y fisiológicas, que mejore la supervivencia de las células y los órganos para el trasplante.

Una de las posibles soluciones es imitar los estados inducidos por la hipotermia o la hibernación: estos procesos se observan en algunos animales que pueden reducir su metabolismo y su temperatura corporal para adaptarse a condiciones ambientales adversas.

En este estudio, los investigadores se propusieron identificar posibles fármacos que pudieran inducir la biostasis de forma segura y eficaz, sin necesidad de bajar la temperatura.

Para ello, revisaron la literatura científica en busca de candidatos que tuvieran efectos secundarios no deseados, como la disminución de la temperatura corporal, y se centraron en un compuesto llamado SNC80, que se desarrolló como un analgésico no adictivo que actúa sobre la vía de los opioides delta.

El SNC80 había provocado, como uno de sus efectos, una reducción rápida de los procesos metabólicos, lo que resultaba en una hipotermia inducida por fármacos y otros indicadores de un metabolismo ralentizado.

Métodos y enfoques

Los investigadores utilizaron un enfoque multidisciplinar y multisistémico para evaluar el potencial del SNC80 como agente de biostasis.

En primer lugar, probaron el fármaco en renacuajos de Xenopus laevis, una especie de anfibio que puede entrar en un estado de hibernación natural.

Observaron que el SNC80 reducía significativamente el movimiento y el consumo de oxígeno de los renacuajos, así como la expresión de genes relacionados con el metabolismo y el estrés celular. Estos efectos eran reversibles y no afectaban a la supervivencia ni al desarrollo de los renacuajos.

Probado con células humanas

A continuación, los investigadores trasladaron sus hallazgos a células humanas, utilizando sistemas in vitro de "órganos en un chip", que imitan las funciones de órganos como el pulmón, el intestino y el riñón.

Descubrieron que el SNC80 también inducía la biostasis en estas células, disminuyendo su actividad metabólica y bioquímica, y preservando su viabilidad y funcionalidad.

Además, el fármaco protegía a las células del daño causado por la isquemia-reperfusión, un proceso que se produce cuando se restablece el flujo sanguíneo después de un período de falta de oxígeno, y que es una de las principales causas de lesión tisular durante el trasplante.

También en cerdos

Finalmente, los investigadores probaron el fármaco en corazones de cerdo aislados, que se utilizan como modelo para el trasplante de órganos humanos.

Comprobaron que el SNC80 reducía el consumo de oxígeno y la producción de dióxido de carbono de los corazones, así como la liberación de marcadores de daño celular.

El fármaco también mejoraba la recuperación de la función cardíaca tras la reanimación, lo que sugiere que podría aumentar el tiempo de preservación de los órganos.

Resultados prometedores

Con todos estos resultados, los investigadores dan por probado que el SNC80 es capaz de inducir la biostasis en células y órganos de forma rápida y reversible, sin necesidad de bajar la temperatura.

El fármaco actúa sobre la vía de los opioides delta, que se ha implicado en la regulación de la temperatura corporal y el metabolismo, y que podría estar involucrada en los mecanismos de hibernación natural.

El fármaco podría tener múltiples aplicaciones clínicas, como mejorar el trasplante de órganos, al permitir su preservación durante más tiempo y en mejores condiciones, y aumentar la supervivencia ante lesiones traumáticas, al ralentizar los efectos nocivos sobre los tejidos y los órganos.

Además, el fármaco podría facilitar los viajes espaciales de larga duración, al inducir un estado de hibernación artificial en los astronautas, lo que reduciría sus necesidades de oxígeno, alimentos y agua, y disminuiría su exposición a la radiación.

Hay que profundizar más

Los investigadores reconocen que su estudio tiene algunas limitaciones, como el uso de modelos animales y celulares que no replican completamente la complejidad de los sistemas humanos, y la falta de datos sobre los efectos a largo plazo del fármaco.

Por ello, recomiendan realizar más estudios para validar la seguridad y la eficacia del SNC80 en condiciones más realistas, y para explorar otros posibles fármacos que puedan inducir la biostasis.

Asimismo, sugieren que se investiguen los mecanismos moleculares y celulares que subyacen a la biostasis inducida por fármacos, y que se comparen con los de la hibernación natural, para obtener una mejor comprensión de este fenómeno y sus implicaciones para la medicina.

Referencia

Identification of pharmacological inducers of a reversible hypometabolic state for whole organ preservation. Megan M. Sperry et al. eLife, February 6, 2024. DOI:https://doi.org/10.7554/eLife.93796.1