¿Porqué un hombre rechaza el corazón de un cerdo?.

Seminario 10
Isabel Brocal
Xenotransplantes ¿Porqué un hombre rechaza el
corazón de un cerdo?
Nomenclatura de transplantes
organo o tejido:
Autotransplante
Alotransplante
Isotranplante 
Xenotransplante
o implantes según procedencia(donante) del
del mismo receptor.
de otro individuo de la misma especie.
de un gemelo idéntico
de un individuo de otra especie.
Clasificación de los Xenotranplantes:
X. Concordantes Entre 2 especies filogenéticamente cercanas
Ej. Xenotransplante de babuíno (Papio anubis) en humanos
(no suelen desarrollar rechazo hiperagudo)
X. Discordantes Entre 2 especies filogenéticamente distantes
Ej. Xenotransplante de cerdo en humanos
(desarrollan rechazo hiperagudo)
Tres tipos generales de rechazo:
Rechazo hiperagudo(RHA)  aparece en minutos o escasas horas
después de reperfundido el implante.
Está mediado por Ac preformados, es
decir, ya presentes en la circulación
del receptor, frente a moléculas del
injerto. Se produce la activación del
complemento.
Rechazo agudo aparece días o semanas después. El sistema
inmune del receptor genera linfocitos Th, Tc y Ac que reconocen
moléculas del injerto, sobre todo las MHC no compartidas. Se trata con
inmunosupresores.
Rechazo Crónico
Aparece meses después. Etiología
poco conocida. No responde a la
inmunosupresión.
¿Por qué un hombre rechaza el corazón de cerdo?
1) ¿Por qué se considera que el cerdo es mejor animal
donante para el hombre que los primates?
Inconvenientes del uso de primates no humanos como donantes:
Razones éticas
Menor disponibilidad
Transmisión de agentes
infecciosos, especialmente
retrovirus
Ventajas del uso del cerdo como donantes:
Mayor disponibilidad
Fácil reproducción
Similitud anatómica y fisiológica
Menor riesgo de transmisión de agentes
infecciosos
2) ¿Qué moléculas reconoce el S.I. humano como extrañas
en los tejidos del cerdo?
 En el suero humano se encuentran los Xenoanticuerpos
naturales(XAN) ya preformados que van a reaccionar con
unos antígenos presentes en el endotelio del cerdo.
 En humanos y en primates no humanos del viejo mundo los
XAN son predominantemente anti GAL(1-3)Gal, que es un
carbohidrato relacionado estructuralmente con los
antígenos de los grupos sanguíneos A y B.
 En mamíferos inferiores y en monos del nuevo mundo hay
GAL(1-3)Gal y su síntesis está catalizada por la enzima 13 galactosil transferasa.
 En el cerdo el epítopo GAL(1-3)Gal es el más frecuente
detectado por los XAN de humanos (la mayoría son IgG e
IgM).
 Expto. Demostrar importancia de la galactosil transferasa
en el rechazo hiperagudo.
Se hicieron transplantes de corazón de monos del nuevo
mundo (Saimiri scureus) con GAL(1-3)Gal en receptores
del viejo mundo(babuínos) con Ac GAL(1-3)Gal.
Resultado: Se desarrolló rechazo hiperagudo a pesar de
ser un xenotransplante concordante.
3) ¿Cuál es el mecanismo del rechazo?
Inmediatamente después de reperfundido el órgano con sangre, se
inicia el acoplamiento de los XAN del receptor con los antígenos del
implante, activando la cascada del complemento. Por efecto del
complemento, el endotelio es activado, cambiando su forma y
funciones normales, lo que lleva a la cascada de la coagulación y a la
activación de lo que se puede denominar la cascada de la adhesión.
Todo ello conduce a la rápida pérdida del injerto, debido a trombosis, hemorragia e
infiltración masiva de neutrófilos.
Regulación del Complemento:





Factor de aceleración de la disociación o DAF.
Cofactor proteico de membrana o MCP
Receptores de complemento tipo1 y tipo2 o CR1 y CR2.
Factor H
CD59
DAF
Presente en el endotelio vascular, en eritrocitos y plaquetas. Esta
molécula está formada por una serie de módulos peptídicos
llamados repeticiones cortas de consenso, y se encuentra fija a la
membrana celular gracias a un componente transmembranoso de
naturaleza glicolipídica.
DAF es capaz de inhibir la formación de las convertasas de C3 y C5, rompiendo
de esta manera la activación de la cascada del complemento a nivel de ambas
vías.
Patogénesis del xenorechazo
Existen diversos factores que intervienen, y que pueden ser en muchos casos
utilizados para el diagnóstico.
1. Activación del endotelio vascular:
El efecto citolítico del complemento sobre el endotelio vascular produce una
serie de cambios en la morfología y funciones endoteliales.
2. Cambios morfológicos:
Los cambios son fundamentalmente en el tamaño y la forma de las células.
Las células se contraen y retraen, perdiendo su capacidad antiadherente y
dando origen a la formación de poros intercelulares. En este nuevo ambiente
morfológico, células blancas y plaquetas se adhieren y se activan, siendo
capaces de atravesar la barrera vascular hacia el espacio extravascular; de la
misma forma, plasma y eritrocitos son capaces de franquear la barrera
endotelial. Esto origina infiltración de neutrófilos y plaquetas, así como
hemorragia y edema que deterioran gravemente el órgano transplantado.
3. Cambios funcionales:
El endotelio vascular no es una interfase pasiva, sino que es metabolicamente
activo y posee receptores para diferentes factores que son capaces de alterar
sus funciones.
La pérdida de las propiedades anticoagulantes del endotelio conduce a una
rápida trombosis masiva.
4. Tromborregulación en el xenorechazo:
Coagulación
La coagulación es llevada a cabo por 2 vías que terminan en la
formación de trombina. La vía extrínseca es dependiente del factor
tisular FT que es un receptor celular superficial que en condiciones
normales no está presente en la superficie endotelial. Sin embargo,
existen depósitos de FT en la matriz subendotelial, músculo liso
periarterial y en los fibroblastos arteriales. Cuando el endotelio pierde
su integridad, el factor tisular es rápidamente expresado desde sus
depósitos subendoteliales a la superficie del mismo, desencadenando
la cascada de la coagulación.
La trombina además de funciones de coagulación y activación
plaquetaria, tiene un efecto directo sobre las células endoteliales,
produciendo disolución de los filamentos de actina, con lo cuál las
células experimentan cambios en su forma, incrementándose la
permeabilidad capilar.
La molécula de trombomodulina esta en la superficie endotelial y regula
la trombina manteniendo el estado anticoagulante, y por tanto
enmascarando la actividad de FT. Cuando el endotelio es activado,
esta proteína se pierde rápidamente de la superficie endotelial y es
liberada al torrente circulatorio en su forma soluble; de esta forma, el
endotelio pierde su capacidad reguladora de la trombina.
Citoquinas
Involucradas en el control del tono vascular, la agregación plaquetaria,
la coagulación y la fibrinolisis.
Una de las funciones de IL-1 y TNF es la síntesis del factor de
agregación plaquetaria o PAF por parte de las células endoteliales que
es el responsable de la activación de plaquetas, monocitos y
neutrófilos, así como también es capaz de producir vasoespasmo y de
incrementar la permeabilidad vascular.
Moléculas de adhesión
Regulan la interacción de leucocitos y plaquetas con el endotelio
vascular.
Hay 2 tipos:
Las selectinas L, P y E
La superfamilia de las Inmunoglobulinas
(VCAM,ICAM,PECAM)
Están presentes en escasa cantidad en células no activadas, pero una
vez activado el endotelio, la producción de estas moléculas es
incrementada por la acción de citoquinas.
Tratamiento para evitar el rechazo
1. Eliminar los Xenoanticuerpos circulantes
El inconveniente es que los XAN se resintetizan y retornan a la circulación.
 Plasmaféresis
Separar el plasma del resto de la sangre y sustituirlo por albúmina u
otro sucedáneo
 Absorción a través de un órgano
Perfundir la sangre del receptor a través de un órgano del donante
que no se vaya a transplantar y los XAN se adhieren al endotelio
del órgano perfundido.
 Columnas de inmunoabsorción
Filtrar el plasma del receptor a través de columnas de absorción
2. Bloqueo de los antígenos
 Administración de antígenos solubles
Son extraídos del donante y se administran al receptor para
eliminar el acoplamiento de los XAN al xenotransplante.
 Administración de carbohidratos específicos
Son similares a Gala (1-3) Gal para saturar los XAN.
3. Inhibidores del Complemento
 Factor del veneno de cobra
Capaz de activar la vía alternativa de la cascada del complemento,
produciendo deplección del complemento por activación masiva.
Protege contra el efecto continuado del complemento, pero no
inhibe la activación del endotelio vascular. Produce efectos
secundarios indeseables.
 Receptor de complemento tipo1 soluble
Es una forma recombinante de la proteína humana, capaz de
bloquear la activación de las dos vías de la
cascada del complemento mediante la inhibición de las convertasas
de C3 y C5.
 DAF y factor H solubles
En etapas tempranas de experimentación, pero con resultados
prometedores.
4. Uso de animales transgénicos
Producción de cerdos transgénicos capaces de expresar reguladores del
complemento humano, con el ánimo de utilizar los órganos de estos
animales en humanos.
Expto.
Se realizó la microinyección de un segmento de ADN en óvulos
fecundados para obtener cerdos transgénicos para DAF humano, su
integración fue demostrada por Northern blot, inmunoensayo e
inmunohistoquímica.
En estos órganos la vía clásica sólo se activo hasta C4, y la alternativa sólo hasta
C3, por lo que el endotelio no fue activado, manteniéndose además las propiedades
anticoagulantes del mismo.
RESULTADOS descritos del xenotrasplante de corazón / hígado de cerdo
transgénico para DAF en babuínos: Se consiguen supervivencias de más de 20
días, sin presentarse rechazo hiperagudo, requiriéndose inmunosupresión para
evitar el rechazo agudo.