Científics brasilers i canadencs van desenvolupar una nova tècnica que permet descontaminar òrgans destinats a trasplantaments mitjançant l’ús de radiació ultraviolada i llum vermella. I la seva descripció va sortir publicada a la revista Nature Communications.
Aquest treball compta amb el suport de la FAPESP i es va dur a terme parcialment al Centre d’Investigacions en Òptica i Fotònica (CEPOF), amb seu a la Universitat de São Paulo (USP) de la localitat de São Carlos, a Brasil.
“Aquesta tècnica biofotònica és revolucionària, doncs ajuda a evitar la transmissió de malalties durant els trasplantaments d’òrgans”, va dir Vanderlei Bagnato, director de l’Institut de Física de São Carlos (IFSC) i coordinador del CEPOF, un dels Centres d’Investigació, Innovació i Difusió (CEPID) que compten amb el suport de la FAPESP.
El grup de Bagnato va treballar en col·laboració amb investigadors de la Universitat de Toronto, al Canadà, que alberga el major programa de trasplantaments de pulmó del món, amb 197 cirurgies realitzades el 2018. Segons el coordinador del servei, Marcelo Cypel, un dels obstacles per a la realització dels procediments resideix en la necessitat de descontaminar els òrgans que es trasplantaran fonamentalment quan es tracta de donants portadors del virus de l’hepatitis C.
“Ja s’han realitzat 10 assajos amb pacients (aplicant la teràpia biofotònica). En vuit casos, aquesta nova tècnica es va mostrar capaç de reduir significativament la càrrega viral dels òrgans destinats a trasplantaments. En altres dos, el procediment pràcticament va eliminar la presència de virus”, va comentar Cypel.
Aquest mètode apareix descrit en l’article titulat ‘Inactivating hepatitis C virus in donor lungs using light therapies during normothermic ex vivo lung perfusion’. Els científics van fer ús de llum ultraviolada i llum vermella per reduir la càrrega viral i bacteriana dels òrgans destinats a trasplantaments, evitant així que malalties com l’hepatitis es transmetin als receptors.
A banda de la FAPESP, també van finançar aquesta investigació el Canadian Institutes of Health Research, del Toronto General & Western Hospital Foundation, i el Consell Nacional de Desenvolupament Científic i Tecnològic (CNPq) de Brasil.
Segons Bagnato, aquesta tècnica es va desenvolupar primerament per tractar pulmons, però està adaptant-se-la a fetges i ronyons. “Això millorarà molt les condicions post-operatòries dels trasplantats i, a la vegada, permetrà aprofitar millor determinats òrgans que en l’actualitat, depenent del nivell de contaminació, es rebutgen”, va explicar.
En el cas dels trasplantaments de pulmó, es reemplaça la sang de l’òrgan que es trasplantarà per un líquid de preservació, en un procediment al qual es coneix amb el nom de perfusió, desenvolupat al Canadà per Cypel.
“Amb la perfusió s’aconsegueix reduir la càrrega viral i bacteriana, però se l’elimina. Això obliga al pacient a sotmetre’s a un tractament amb antibiòtics i antivirals durant els tres mesos posteriors al trasplantament”, va explicar el científic.
“Al pensar formes de disminuir encara més o fins i tot eliminar la càrrega viral dels òrgans destinats a trasplantaments, específicament el virus de l’hepatitis C, vaig considerar la possibilitat d’usar mètodes de descontaminació mitjançant llum ultraviolada, que són comunes en la descontaminació de sang, per exemple. Així va ser com fa uns quatre anys es va posar en marxa la nostra col·laboració amb Bagnato i el seu equip de São Carlos. Ell i els seus col·laboradors van venir a visitar-nos, es van interioritzar al respecte del problema i, només en un mes, ens van enviar un primer prototip de la màquina de descontaminació amb radiació ultraviolada”, va comentar Cypel.
“La tècnica de descontaminació biofotònica que es va desenvolupar en els laboratoris de São Carlos consisteix en l’aplicació de dos procediments específics que es concreten simultàniament”, va explicar Cristina Kurachi, docent de l’IFSC que pren part en el projecte.
Durant el procés de perfusió, mentre els investigadors fan circular el líquid en el pulmó que es trasplantarà, s’afegeixen molècules en el teixit pulmonar i la descontaminació biofotònica es concreta directament en l’òrgan, que és exposat a la radiació de llum vermella amb una longitud d’onda de 660 nanòmetres (nm). Aquesta radiació, per acció fotodinàmica oxidativa, elimina els microorganismes adherits al teixit.
A la vegada, la càrrega viral és també transportada pel líquid circulant, que es troba en constant descontaminació al rebre radiació ultraviolada d’una longitud d’onda de 254 nm.
“La funcin de la radiació ultraviolada consisteix en destruir directament als microorganismes, mitjançant el trencament de les molècules presents en bacteris i virus. D’aquesta manera, els bacteris es moren i dos virus queden totalment inactivats. En tant, amb el bany de llum vermella, l’acció de descontaminació transcorre de manera indirecta, mitjançant la fotosensibilització”, va dir Kurachi.
Aquesta teràpia biofotònica comprèn la introducció d’un fàrmac fotosensibilitzant en el líquid de perfusió. L’activació del fàrmac requereix la presència de molècules d’oxigen (existents en els virus) i la irradiació de llum en una longitud d’onda específica (la llum vermella de 660 nm). Un cop que la droga fotosensibilitzant és banyada per la llum vermella, les seves molècules absorbeixen energia. Aquesta energia es trasllada a les molècules d’oxigen dels virus, que es tornen extremadament oxidants i provocant danys irreversibles a les membranes i al material genètic de les diverses soques virals, que inclouen al virus de l’hepatitis C (VHC) o al del sida (VIH-1).
“El líquid de preservació de la perfusió és especial i és molt car. Degut al seu cost, s’empra una quantitat mínima en els procediments. Ara, amb el desenvolupament d’aquesta tècnica i d’aquest equipament, només un litre del líquid pot circular per l’òrgan centenars de cops i netejar-lo completament de contaminants”, va dir Bagnato.
Aquest mètode es va posar a prova primerament en pulmons humans rebutjats per a trasplantaments, amb la finalitat de verificar si la càrrega viral present en els teixits podria reduir-se amb el bany de radiació. Segons Cypel, aquesta càrrega viral va caure dràsticament després del procediment.
“El pas següent va consistir en repetir la tècnica en pulmons de porcs que llavors eren trasplantats per verificar si el procediment causava algun tipus de dany bioquímic o morfològic en els teixits, cosa que no va succeir”, va dir Cypel.
En última instància, ens van posar en marxa els assajos amb pacients. “En els primers 10 trasplantaments que vam realitzar, la nova tècnica va eliminar el virus de l’hepatitis C en els òrgans donats a dos pacients. En els altres vuit pacients, la càrrega viral va caure molt, però set dies després de la cirurgia el virus de l’hepatitis va tornar a multiplicar-se i va haver d’aplicar als pacients un tractament antiviral durant tres mesos”, va dir.
“Va ser important verificar que el virus reapareixia en les anàlisis de laboratori dels pacients set dies després quan no se li eliminava. Amb aquesta informació hem concretat dos trasplantaments més en els quals el tractament antiviral es va concentrar durant la primera setmana posterior a la cirurgia. En ambdós casos es va eliminar el virus”, va dir Cypel.
D’acord amb Bagnato, el perfeccionament de la teràpia biofotònica, amb una minva de la càrrega viral i bacteriana cada cop més accentuada, aportarà majors probabilitats d’èxit als transplantaments. “El nostre objectiu consisteix en què la teràpia amb llum elimini totalment els contaminants bacterians i virals dels òrgans que es trasplantaran. D’aconseguir-ho, podrà arribar a eliminar-se fins i tot l’ús del líquid de perfusió”, va dir.
Tota la part clínica del treball està a càrrec de l’equip encapçalat per Cypel a Toronto. Els investigadors de São Carlos es van encarregar de proposar la nova tècnica biofotònica, desenvolupar els instruments i participar en les anàlisis dels resultats. A més de Bagnato i Kurachi, l’equip brasiler compta amb la participació de Natalia Inada, també de l’IFSC-USP.
S’ha dipositat una patent al Canadà i ja existeix interès de dues empreses internacionals per estudiar la possibilitat de fabricar i comercialitzar l’aparell. L’equip treballa ara en la implementació del programa de descontaminació de fetges i ronyons a Brasil.
“Tot això només va ser possible gràcies a la filosofia que va aportar el programa CEPID de la FAPESP, que ens estimula a col·laborar internacionalment i, a la vegada, a generar coneixement de rellevància pràctica”, va afirmar Bagnato.
Font: noticiasdelaciencia.com
Notícia traduïda per l’AMTHC
