El Proyecto Riñón está conformado por un equipo de médicos e ingenieros que desarrollan un riñón bioartificial como una solución permanente para la “enfermedad renal en etapa final” (ESRD, por sus siglas en inglés).
Durante la reunión anual de la Sociedad Americana de Nefrología (ASN, por sus siglas en inglés), el equipo de investigadores presentó una experiencia inicial sobre la utilización de membranas de silicio como base del riñón artificial que desarrollan. Esta es la tecnología fundamental para el sistema de diálisis implantables (iHemo). Concretamente, se emplea un hemofiltro de silicio implantado para dializar sangre sin agujas, acceso externo a la sangre o bombas de sangre.
Hasta ahora los pacientes con enfermedades renales deben someterse a un procedimiento denominado diálisis en el cual la sangre del paciente fluye a través de un filtro que elimina los desechos dañinos, minerales y líquidos innecesarios, y la sangre así tratada se devuelve a su cuerpo, ayudando a controlar la presión arterial y a mantener el equilibrio adecuado de sustancias químicas, como el potasio y el sodio. El paciente por tanto requiere visitas a un hospital que duran de 3 a 5 horas, unas 3 veces a la semana. En el mejor de los casos, la diálisis reemplaza una pequeña fracción de la función de un riñón sano. El procedimiento de diálisis no puede deshacerse de los desechos hasta que sea el momento de la sesión de diálisis, y durante el tiempo entre la comida, los niveles de productos de desecho pueden aumentar lo suficiente como para ser peligrosos.
Este proceso continúa mientras se espera por el mejor tratamiento conocido hasta la fecha: un riñón de reemplazo a través de un procedimiento médico llamado trasplante. Los receptores de trasplantes de riñón llevan una vida bastante normal, aunque tienen una carga diaria de pastillas y un mayor riesgo de infecciones y cánceres. Los riñones de trasplante provienen de donantes vivos altruistas que donan uno de sus dos riñones a una persona con insuficiencia renal, o de donantes fallecidos cuya familia sobreviviente decide donar los riñones de sus seres queridos.
El trasplante está limitado por la escasez de órganos del donante. En 2014, en los EE.UU, hubo cinco veces más personas esperando un riñón que un trasplante de riñón. Todos los demás aceptan la finalidad de la muerte o eligen algún tipo de diálisis.
Cada año, la cantidad de pacientes con insuficiencia renal crece cada vez más, y la carga del sufrimiento y el costo en dólares de la atención crecen a la par. La solución: un riñón artificial implantable.
Este dispositivo producto del “Proyecto Riñón”, donde participan el Centro Médico de la Universidad de Vanderbilt (VUMC) y la Universidad de California San Francisco (UCSF), es bio-híbrido e imita al riñón natural capaz de eliminar suficientes productos de desecho como para que el paciente pueda prescindir de la diálisis.
Según el doctor William H. Fissell, nefrólogo y profesor del VUMC, hay algunas características del riñón que son copiadas. Primero, el riñón es una estructura masivamente paralela. Cada uno de los riñones tiene aproximadamente un millón de pequeñas nefronas, todas muy parecidas. Si se retira la mitad de un riñón, se tiene la mitad de las nefronas y la mitad de la función. Imitaron tanto al riñón como a la industria de la microelectrónica mediante la implementación de cientos de copias del mismo plan para lograr el nivel de función deseado.
Segundo, cada pequeña subunidad de nefrona tiene dos partes que trabajan juntas: una unidad de filtración, llamada glomérulo, y una unidad de procesamiento, llamada túbulo. Los filtros son la parte que se arruina en la mayoría de las enfermedades renales y las células que hacen que los filtros no crezcan bien en el laboratorio. En su lugar, usan nanotecnología de silicio para hacer filtros artificiales. El túbulo clasifica las sustancias en el filtrado y decide qué conservar y qué desechar: la cantidad de sal, la cantidad de potasio, la cantidad de agua, etc.
La combinación de lo tecnológico y lo biológico permite omitir las bombas, los tubos, la diálisis y los medicamentos inmunosupresores para una solución permanente a la insuficiencia renal.
Su tamaño es menor al de una lata de refresco y es el adecuado para ser implantado quirúrgicamente en el cuerpo humano sin presentar ningún inconveniente. Además, este riñón incorpora un microchip de silicio que funciona como un filtro, así como células renales vivas y funciona bajo el impulso del corazón del paciente, filtrando la corriente sanguínea que lo atraviesa. Cada dispositivo tiene aproximadamente quince capas de microchips filtrantes, una encima de la otra, las cuales son además el andamio en el que se alojan las células vivas de riñón que forman parte de este dispositivo. “Estas células crecerán y formarán una membrana que será capaz de distinguir qué productos químicos son nocivos y cuales son beneficiosos, para filtrarlos y que luego el cuerpo pueda reabsorber los nutrientes que necesita y desechar los residuos de los que necesita deshacerse a través de la orina”, explica el doctor Fissell. Los microchips son asequibles, precisos y permiten fabricar unos filtros ideales, de acuerdo a Fissell y su equipo.
Según sus creadores, este dispositivo está fuera del alcance de la respuesta inmune, es decir de las defensas del propio organismo, con lo cual el cuerpo no lo rechazará.
En esta etapa está siendo probado en pacientes humanos y se calcula que este primer ensayo finalice en 2020. Desde ya representa una gran esperanza para todos los pacientes que están en espera de un trasplante y ha tenido un 100% de éxitos.
La futura demanda del dispositivo que desarrolla junto con el Dr. Shuvo Roy, de la UCSF, seguramente será elevada, ya que según la red de obtención de órganos y trasplantes de Estados Unidos más de 100.000 estadounidenses están en la lista de espera para un trasplante de riñón, pero el año 2015 solo 17.108 recibieron un órgano. Y según la Fundación Nacional del Riñón más de 460.000 estadounidenses tienen ESRD y 13 personas mueren a diario esperando un riñón. En el mundo la cantidad de pacientes renales asciende a dos millones.
Sin dudas, este avance científico y tecnológico mejorará la calidad de vida de todas aquellas personas que viven con problemas renales. En ese sentido, evitará su sometimiento a tratamientos de diálisis para poder purificar su sangre y mantenerse sanos. Y también, tener que esperar por un trasplante.
Fuentes:
La Opinión http://bit.ly/2LaOdxW
La Dos http://bit.ly/2IBtiTk
Vanderbilt Center of Kidney Disease http://bit.ly/2ZIPMqT
