Cada día, mueren personas esperando un trasplante de órganos. El tiempo es un bien escaso, no sólo para quienes esperan órganos, sino también para los propios órganos, que pueden deteriorarse rápidamente durante el transporte.
En un intento de prolongar la viabilidad de los tejidos humanos, los investigadores informan en Nano Letters de la ACS sobre sus esfuerzos para facilitar la congelación completa, en lugar de enfriar y luego descongelar, de órganos que podrían salvar vidas.
Demuestran que una nanopartícula magnética recalienta con éxito los tejidos animales.
Según la Red de Obtención y Trasplante de Órganos, en agosto de 2024, más de 114.000 personas están en la lista nacional de espera de trasplantes de Estados Unidos y unas 6.000 morirán anualmente antes de recibir un trasplante de órgano.
Una de las razones es la pérdida de órganos en cámaras frigoríficas durante el transporte, cuando los retrasos hacen que se calienten prematuramente.
Se han desarrollado métodos para congelar rápidamente los órganos para su almacenamiento a largo plazo sin correr el riesgo de sufrir daños por la formación de cristales de hielo, pero estos también pueden formarse durante el calentamiento.
Para abordar este problema, Yadong Yin y sus colegas desarrollaron una técnica conocida como nanocalentamiento, iniciada por su colaborador John Bischof, para emplear nanopartículas magnéticas y campos magnéticos para descongelar los tejidos congelados de forma rápida, uniforme y segura.
Recientemente, Yin y un equipo desarrollaron nanopartículas magnéticas (que en realidad son barras magnéticas extremadamente pequeñas) que, al ser expuestas a campos magnéticos alternos, generaban calor.
Y ese calor descongelaba rápidamente los tejidos animales almacenados a -238 grados Fahrenheit (-150 grados Celsius) en una solución de las nanopartículas y un agente crioprotector.
Sin embargo, a los investigadores les preocupaba que la distribución desigual de las nanopartículas dentro de los tejidos pudiera provocar un sobrecalentamiento en el lugar donde se concentraban las partículas, lo que podría provocar daños en los tejidos y toxicidad por el agente crioprotector a temperaturas elevadas.
Para reducir estos riesgos, los investigadores han continuado su investigación, trabajando en un enfoque de dos etapas que controla con mayor precisión las tasas de nanocalentamiento.
Describen este proceso en el nuevo estudio de Nano Letters :
Las células cultivadas o los tejidos animales se sumergieron en una solución que contenía nanopartículas magnéticas y una sustancia crioprotectora y luego se congelaron con nitrógeno líquido.
En la primera etapa de descongelación, como antes, un campo magnético alterno inició un rápido recalentamiento de los tejidos animales.
A medida que las muestras se acercaban a la temperatura de fusión del agente crioprotector, los investigadores aplicaron un campo magnético estático horizontal. El segundo campo realineó las nanopartículas, frenando así eficazmente la producción de calor.
El calentamiento se ralentizó más rápidamente en las zonas con más nanopartículas, lo que redujo las preocupaciones sobre los puntos problemáticos.
Al aplicar el método a fibroblastos de piel humana cultivados y a arterias carótidas de cerdo, los investigadores observaron que la viabilidad celular se mantuvo alta después del recalentamiento durante unos minutos, lo que sugiere que la descongelación fue rápida y segura.
La capacidad de controlar con precisión el recalentamiento de los tejidos nos acerca un paso más a la criopreservación de órganos a largo plazo y a la esperanza de realizar más trasplantes que salven la vida de los pacientes, afirman los investigadores.
