Superresfriamento e perfusão avançam para criar bancos de órgãos

Pesquisadores da Texas A&M, liderados pelo cientista Matthew Powell Palm, alcançaram um marco na biotecnologia ao conseguir superresfriar rins de porcos a −4 °C (25 °F) por dias, preservando os órgãos sem a formação de cristais de gelo e reimplantando-os com sucesso nos animais.

O avanço, detalhado pela jornalista Jessica Hamzelou na newsletter The Checkup da MIT Technology Review, busca resolver a escassez crônica de doações de órgãos, cuja viabilidade atual em recipientes com gelo tradicional dura poucas horas.

A intenção final de médicos e pesquisadores é construir bancos de órgãos humanos capazes de armazenar tecidos por dias, semanas ou meses, garantindo tempo hábil para exames de compatibilidade genética e logística de transporte de longa distância.

Superresfriamento de rins de suínos

No estudo conduzido por Matthew Powell Palm na Texas A&M, a equipe utilizou rins suínos devido à semelhança de tamanho com os órgãos humanos, mantendo-os em temperatura de −4 °C sem a necessidade de aditivos ou substâncias anticongelantes.

Após o período de armazenamento ex vivo de vários dias a −4 °C, os rins foram reimplantados nos porcos e apresentaram um desempenho superior ao de órgãos preservados no gelo convencional.

A formação de cristais de gelo é o principal obstáculo no congelamento de tecidos biológicos, pois as estruturas pontiagudas perfuram e destroem as membranas celulares, inviabilizando qualquer transplante posterior.

Desafios do congelamento e criopreservação

Diferente do superresfriamento, a criopreservação tradicional promove o resfriamento ultra-rápido a −196 °C em menos de 2 segundos, transformando os fluidos celulares em um estado vítreo sem cristalização de gelo.

Embora a criopreservação a −196 °C seja um procedimento de rotina para preservar óvulos, espermatozoides e embriões por décadas, a ciência ainda não conseguiu criopreservar e reaquecer órgãos humanos inteiros para procedimentos cirúrgicos.

Apesar dessa limitação técnica para órgãos complexos, corpos e cérebros humanos vêm sendo submetidos ao resfriamento em temperaturas ultra-baixas na expectativa de avanços futuros em reanimação.

O caso da preservação cerebral

Um exemplo citado no setor é o do gerontologista Stephen L. Coles, falecido em 2014, que optou pela preservação do próprio cérebro na instalação da empresa Alcor, localizada no estado do Arizona.

Após o falecimento de Stephen L. Coles em 2014, técnicos da Alcor removeram a cabeça do cientista, injetaram produtos crioprotetores com função anticongelante na circulação cerebral e resfriaram o órgão até a temperatura de −146 °C.

Anos mais tarde, o criobiólogo Greg Fahy analisou amostras do tecido cerebral de Stephen L. Coles e observou que os neurônios encolhidos retornaram ao formato original após o reaquecimento do material.

Apesar da recuperação morfológica observada por Greg Fahy, o especialista Matthew Powell Palm ressaltou à MIT Technology Review as incertezas sobre a funcionalidade real das células:

"Existem muitas maneiras pelas quais esses neurônios poderiam estar destruídos"

.

Para além do superresfriamento sem aditivos testado pela equipe de Matthew Powell Palm, outros laboratórios desenvolvem coquetéis químicos avançados para permitir o armazenamento de tecidos em temperaturas ainda menores e por períodos mais longos.

Perfusão mecânica e o dispositivo Mother

Outra vertente para estender a vida útil de órgãos fora do corpo envolve aparelhos de perfusão mecânica, que bombeiam nutrientes e oxigênio para simular a circulação sanguínea do organismo.

Nos últimos dez anos, equipamentos de perfusão mecânica tornaram-se comuns na rotina médica para manter fígados e rins funcionais por prazos de até 24 horas antes do implante.

Recentemente, pesquisadores expandiram a tecnologia de perfusão mecânica para manter globos oculares preservados fora do corpo, um feito técnico voltado a viabilizar futuros transplantes integrais de olhos.

Em março, cientistas em Valência aplicaram um sistema de perfusão batizado de Mother para manter um útero humano biológicamente ativo fora do corpo durante um período de 24 horas.

Impacto no cenário de transplantes

Para a medicina de transplantes em escala global e no Brasil, o avanço combinado de perfusão mecânica e técnicas de superresfriamento a −4 °C promete flexibilizar os limites impostos pela logística de transporte de rins e fígados.

A ampliação das janelas de preservação de 24 horas para vários dias elimina barreiras geográficas no envio de doações entre centros cirúrgicos distantes e reduz o descarte de tecidos viáveis.

Com os experimentos bem-sucedidos em modelos suínos conduzidos por Matthew Powell Palm e os testes do dispositivo Mother em Valência, a consolidação de bancos de órgãos aproxima-se de uma aplicação clínica viável.