A doença respirata³ria éa terceira principal causa de morte no mundo, e o transplante de pulma£o ainda éa única cura para pacientes com doença pulmonar em esta¡gio terminal. Apesar dos avanços no campo, o transplante de pulma£o permanece limitado pela baixa disponibilidade de órgãos doadores sauda¡veis, e a maioria dos pulmaµes doadores não pode ser usada devido a lesões graves, mas potencialmente reversa­veis. Atualmente, um manãtodo conhecido como perfusão pulmonar ex vivo (EVLP) éusado para fornecer suporte pulmonar fora do corpo e recuperar pulmaµes de doadores de qualidade marginal antes do transplante. No entanto, a EVLP fornece apenas uma duração limitada de seis a oito horas de suporte - um tempo muito curto para recuperar a maioria dos pulmaµes doados gravemente danificados.

Uma equipe multidisciplinar da Columbia Engineering e da Universidade Vanderbilt agora demonstrou que os pulmaµes de doadores gravemente feridos que foram recusados ​​para transplante podem ser recuperados fora do corpo por um sistema que usa a circulação cruzada de sangue total entre o pulma£o do doador e um hospedeiro animal. Pela primeira vez, um pulma£o humano gravemente ferido que não conseguiu se recuperar usando o EVLP cla­nico padrãofoi recuperado com sucesso durante 24 horas na plataforma de circulação cruzada da equipe. O estudo foi publicado hoje na Nature Medicine .

Os pesquisadores, liderados por Gordana Vunjak-Novakovic , professora universita¡ria e professora de engenharia biomédica e ciências médicas da Fundação Mikati na Columbia Engineering, e Matthew Bacchetta , diretor ciraºrgico do Instituto Vanderbilt Lung, atribua­ram a conquista de seu maior marco ao meio fisiola³gico. e regulação sistemica que sua plataforma exclusiva fornece aos pulmaµes humanos explantados.

"a‰ o fornecimento de mecanismos intra­nsecos de reparo biola³gico por períodos suficientemente longos que nos permitiram recuperar pulmaµes gravemente danificados que não poderiam ser salvos", disseram os principais autores do estudo, Ahmed Hozain (pesquisador de cirurgia da Columbia Engineering) e John O'Neill (cientista de pesquisa associado adjunto da Columbia Engineering).

Nos últimos oito anos, os pesquisadores desenvolveram seu manãtodo radicalmente novo para fornecer mais pulmaµes para pacientes com extrema necessidade de transplante de órgãos. Em 2017, eles demonstraram a viabilidade do suporte de circulação cruzada de pulmaµes inteiros fora do corpo . Em 2019, eles demonstraram a eficácia da circulação cruzada regenerando os pulmaµes sua­nos gravemente danificados e, em 2020, estenderam com sucesso a duração do suporte a  circulação cruzada a umnívelsem precedentes quatro dias .

Agora, neste novo artigo, a equipe mostra que os pulmaµes humanos explantados, já recusados ​​para transplante, podem ser recuperados em sua plataforma de circulação cruzada, que manteve com sucesso a integridade pulmonar e resultou em recuperação pulmonar funcional. Ao longo das 24 horas de circulação cruzada, a equipe viu melhorias substanciais na viabilidade celular, qualidade do tecido, respostas inflamata³rias e - o mais importante - função respirata³ria.

“Conseguimos recuperar um pulma£o de doador que não conseguiu se recuperar no sistema de perfusão pulmonar cla­nica ex vivo, que éo atual padrãode atendimento. Esta foi a validação mais rigorosa de nossa plataforma de circulação cruzada atéo momento, mostrando grande promessa por sua utilidade cla­nica ”, disse Vunjak-Novakovic.

Este pulma£o doador em particular demonstrou inchaa§o persistente e acaºmulo de la­quidos que não puderam ser resolvidos e foi recusado para transplante por vários centros de transplante e, eventualmente, oferecido para pesquisa. No momento em que a equipe recebeu esse pulma£o, havia experimentado dois períodos de isquemia fria que totalizaram 22,5 horas, mais cinco horas de tratamento cla­nico com EVLP. Notavelmente, após 24 horas de circulação cruzada, o pulma£o mostrou recuperação funcional.

Vunjak-Novakovic observou que o tamanho e o perfil de sua equipe de pesquisa multiinstitucional - 25 pesquisadores com experiência em bioengenharia, cirurgia, imunologia, células-tronco e várias disciplinas cla­nicas - refletem a complexidade desse projeto de tradução.

Zachary Kon, diretor do Programa de Transplante de Pulma£o da NYU Langone Health, que não participou do estudo, comentou: “Como cirurgia£o de transplante de pulma£o, tenho visto muitos pacientes não receberem transplantes de pulma£o de que precisam desesperadamente. Acho esse trabalho intrigante e espero que essa tecnologia disponibilize mais pulmaµes de doadores ".

Os pesquisadores enfatizam que mais trabalho precisa ser feito antes que a circulação cruzada possa se tornar uma realidade cla­nica. Para a aplicação cla­nica da plataforma de circulação cruzada, eles vislumbram dois cenários clínicos para aplicação da plataforma de circulação cruzada, que planejam seguir. Uma abordagem étraduzir diretamente o manãtodo demonstrado neste novo estudo, com o pulma£o do doador humano recuperado por circulação cruzada “xenogaªnica” com um hospedeiro animal livre de patógenos de grau médico. Para esse fim, a segurança, a viabilidade, os perfis de risco e os resultados da circulação cruzada xenogaªnica precisara£o ser avaliados em grande número de pulmaµes.

Outra abordagem éque pacientes gravemente enfermos que aguardam transplante com suporte pulmonar artificial podem servir como hospedeiro de circulação cruzada para recuperar um pulma£o doador ferido, que receberiam para transplante assim que o órgão se recuperar. Conforme descrito no artigo, a plataforma de circulação cruzada xenogaªnica também pode servir como uma ferramenta de pesquisa para investigar a regeneração de órgãos, a imunologia de transplantes e o desenvolvimento de novas terapaªuticas.

Olhando para o futuro, os pesquisadores esperam estender os benefa­cios de sua plataforma de circulação cruzada a  recuperação de outros órgãos humanos, incluindo fa­gado, coração, rins e membros.