Corazones artificiales: los salvadores de vida

De Jon Gingerich

Hoy en día, los corazones artificiales salvan vidas al proporcionar una solución temporal mientras los pacientes esperan el corazón de un donante; sin embargo, los avances recientes podrían ofrecer una solución más permanente.

Ninguna parte del cuerpo humano ha adquirido un aire tan mítico como el corazón. Todo lo que el corazón ha llegado a simbolizar a lo largo de los siglos (un avatar para el amor, la salud, el romance) sugiere que la gente lo ve como algo que posee cualidades prodigiosas, como un nexo espiritual en el centro de la experiencia humana.

El corazón late 100 000 veces al día y bombea 2 000 galones de sangre a través de una red de arterias, capilares y venas de 60 000 millas. Dada su función, no es de extrañar que el órgano haya alcanzado carácter mítico.

Al mismo tiempo, las enfermedades cardíacas se han convertido en la principal causa de muerte de hombres y mujeres en los EE. UU., cobran la vida de más de 600 000 personas al año y son responsables de aproximadamente una de cada cuatro muertes. Varios avances médicos en la segunda mitad del siglo XX dieron origen a dispositivos que podrían brindar soporte al corazón o incluso reemplazar una de sus partes. Recientemente, un corazón artificial total que sustituye la función del órgano nativo de un paciente se ha convertido en una opción viable para las personas que padecen una variedad de dolencias como defectos cardíacos congénitos, infarto agudo de miocardio o circunstancias en las que más de un lado del corazón ha fallado y requiere de soporte biventricular. Estos dispositivos significan un avance de gran importancia frente a esta epidemia y proporcionan la última línea de defensa cuando el paciente se queda sin opciones.

Una oportunidad de supervivencia

Johnny Lemucchi, miembro del Grupo 351 de Mended Hearts en Whittier, California, fue una de las primeras 50 personas en todo el mundo en recibir un corazón artificial. La historia de Lemucchi es poco común por varias razones. Para empezar, en aquel momento no sabía que tenía un problema cardíaco. Sus problemas surgieron durante un examen físico habitual, cuando el electrocardiograma reveló hallazgos tan alarmantes que su médico llamó al personal auxiliar de emergencia.

Lemucchi no lo creía. Siempre había estado activo, como árbitro y entrenador de fútbol de escuelas secundarias superiores y ligas universitarias durante décadas, además de su trabajo en una distribuidora de carnes. Sin embargo, el angiograma que le hicieron en Cedars-Sinai a la mañana siguiente confirmó una fracción de expulsión del ventrículo izquierdo (FEVI) –el porcentaje del volumen sanguíneo que el corazón expulsa–, de solo el 14 % (las FEVI normales oscilan entre el 55 y el 70 %). La arteria coronaria descendente anterior izquierda estaba gravemente bloqueada, padecimiento conocido como estenosis de la arteria coronaria descendente anterior izquierda, y que en inglés se llama coloquialmente widowmaker (“creador de viudas”).

“Fue una noticia impactante”, dijo Lemucchi. “Pasé de ser corredor y estar muy saludable a darme cuenta de que podía morir súbitamente”.

Lemucchi necesitaría un desfibrilador y, a la larga, un trasplante. Debido a complicaciones del seguro con la cobertura del desfibrilador, Lemucchi tuvo que regresar temporalmente a casa, lo cual provocó que su condición empeorara.

Días después, volvió a la sala de emergencias, donde le insertaron endoprótesis (stents) vasculares en la arteria para hacer que la sangre fluyera.

Los médicos le pusieron un chaleco salvavidas, un dispositivo equipado con palas eléctricas que suena una alarma cuando el corazón comienza a funcionar mal. El domingo y el lunes sonó trece veces. La frecuencia cardíaca de Lemucchi aumentó y bajó bruscamente. Los doctores le devolvieron el ritmo al corazón y luego lo sometieron a cirugía de emergencia donde finalmente le implantaron un desfibrilador. Lemucchi regresó a su casa. Tres semanas después, sufrió un paro cardíaco.

De vuelta en Cedars-Sinai, Lemucchi fue puesto en coma inducido médicamente mientras los médicos esperaban por el corazón de un donante. Durante este lapso, la falta de oxígeno había deteriorado sus órganos. Fue entonces cuando la familia de Lemucchi determinó que un corazón artificial ofrecía la mejor oportunidad de supervivencia.

Treinta y seis años de avances

El corazón humano tiene cuatro cámaras, dos aurículas que recolectan sangre y dos ventrículos que la bombean hacia los pulmones o al sistema circulatorio, así como cuatro válvulas que controlan la dirección del flujo sanguíneo a través del órgano. El corazón protésico funciona de la misma manera: la sangre se bombea dentro y fuera de dos cámaras ventriculares, cada una equipada con dos válvulas. Los ventrículos están conectados a las aurículas, la aorta y la arteria pulmonar mediante conectores de entrada y salida.

Hecho de poliuretano segmentado y del tamaño de dos puños, el aparato está conectado a un par de tubos llamados líneas de transmisión, que salen del cuerpo por la pared abdominal y se conectan a una consola de control externa que bombea el corazón artificial enviando pulsos por medio de un sistema de aire a través de las líneas de transmisión hacia los ventrículos. Originalmente, las consolas de controles pesaban más de 400 libras y eran del tamaño de una lavadora, lo que por desgracia mantuvo a los pacientes confinados al hospital.

Pero los avances tecnológicos han reducido significativamente el tamaño de estas consolas de control en los últimos años, lo que permite que los pacientes se desplacen con una unidad más pequeña, aunque todavía relativamente incómoda, equipada con ruedas. Hoy en día, los pacientes tienen la opción de una consola de control aún más pequeña, una bomba portátil alimentada por baterías que cabe en una mochila. Esto permite que los pacientes estables salgan del hospital cuando mejora su condición y regresen a casa mientras esperan el trasplante del corazón de un donante.

Actualmente, SynCardia Systems, con sede en Tucson, Arizona, fabrica el único corazón artificial completo (TAH, sigla en inglés) aprobado para propósitos comerciales en los EE. UU. El corazón artificial completo SynCardia, el más utilizado en el mundo, obtuvo la aprobación de la FDA en el 2004, tras un estudio clínico que duró una década. Desde entonces, más de 1 800 pacientes han recibido el corazón SynCardia.

El modelo original de la empresa, el 70cc TAH, es esencialmente una versión más pequeña y actualizada del Jarvik-7, el primer corazón artificial implantado con éxito en una persona en 1982. El 70cc TAH se usa principalmente en hombres adultos, así como en algunas mujeres y adolescentes. Un modelo más pequeño y reciente, el 50cc TAH, que está aprobado en Canadá y Europa y está siendo sometido a un ensayo clínico en los EE. UU., se utiliza principalmente en mujeres y niños.

Con el tiempo, los corazones artificiales han mejorado en gran medida, pero la tecnología aún presenta una variedad de limitaciones. Si bien la falla mecánica es poco frecuente, la hemorragia y el riesgo de infección son comunes, y es necesario administrar anticoagulantes como la warfarina para detener la formación de coágulos sanguíneos. Por supuesto, los pacientes portadores también deben cargar un compresor de aire externo de trece libras en todo momento, y como una sola carga de batería dura solo unas cuatro horas, una unidad de respaldo también debe estar disponible.

Algunas actividades físicas, como la natación, están prohibidas.

El santo grial

El mayor obstáculo en cuanto a los corazones artificiales es que actualmente siguen siendo una solución temporal; un medio que mantiene vivos a los pacientes hasta que se pueda encontrar un donante y realizar el trasplante. Esto es lamentable, teniendo en cuenta que la demanda de corazones de donantes supera con creces la oferta. Alrededor de 4 000 personas esperan un trasplante de corazón en los EE. UU. en un momento dado, pero solo 2 000 corazones están disponibles cada año. En el mundo del trasplante pediátrico, el grupo de donantes es aún más pequeño, normalmente, alrededor de quinientos corazones cada año.

Luego están aquellos que por razones de edad o salud no son aptos para trasplante. Hay una ironía perceptible en que, para recibir un trasplante de corazón, los pacientes deben estar lo suficientemente enfermos como para ser incluidos en la lista de trasplantes, es decir, gravemente enfermos, pero lo suficientemente saludables como para sobrevivir al arduo proceso de trasplante, que generalmente toma por lo menos seis meses.

Por esta razón, algunos investigadores han recurrido a los corazones artificiales como medio terapéutico permanente, o una solución final y último objetivo, en lugar de la etapa de transición antes del trasplante. La creación de un reemplazo artificial completo de corazón implantado permanentemente ha sido considerado por mucho tiempo un santo grial de la medicina moderna. El corazón artificial permanente podría algún día hacer innecesarios los corazones de los donantes y que el rechazo de trasplantes se convierta en problema del pasado. En la actualidad, la tecnología es bastante buena y el perfil de riesgo se ha reducido lo suficiente como para que esto pueda convertirse en realidad.

La Facultad de Medicina de la Oregon Health and Science University (OHSU) es una institución que actualmente está desarrollando lo que espera se convierta en el primer reemplazo total permanente del corazón humano. El trabajo de OHSU se basa en conceptos desarrollados por Richard Wampler, M.D., residente quirúrgico ahora retirado, quien previamente inventó el HVAD, sistema patentado de asistencia para el ventrículo izquierdo tipo rotativo como tratamiento de la insuficiencia cardíaca congestiva grave.

El dispositivo propuesto por OHSU reinventa por completo cómo funciona el corazón humano, al sustituir los ventrículos y las válvulas con un concepto sencillo de diseño de bomba, donde un tubo de titanio hueco que aloja cojinetes hidrodinámicos suspende una varilla que se mueve hacia adelante y hacia atrás, transportando sangre primero a los pulmones y luego al sistema circulatorio. El diseño de una sola parte móvil no solo es eficaz, sino que también reduce el riesgo de daño y coágulos sanguíneos.

Se adapta a la mayoría de los adultos, así como a pacientes de hasta diez años. Al igual que la unidad SynCardia, el corazón artificial de OHSU funciona con un controlador externo y una unidad de batería recargable, pero es tan pequeño que los pacientes pueden guardarlo en sus bolsillos.

Un prototipo del corazón artificial total de OHSU se ha probado con éxito en vacas, y los investigadores ahora planean implantar un modelo más pequeño en ovejas para efectuar una serie de estudios a corto plazo. Esperan que los ensayos clínicos en pacientes humanos puedan comenzar en la próxima década.

Progreso y esperanza

Asimismo se están desarrollando otras áreas, particularmente relacionadas con las limitaciones actuales en el controlador externo. Algunos investigadores han centrado su atención en la idea de un corazón artificial completamente autónomo, donde se puedan implantar baterías más pequeñas dentro del paciente y recargarlas con una transferencia de energía transcutánea a través de la piel.

Por supuesto, estas hazañas de ingeniería cardiovascular presentan sus propios desafíos; una ventaja de un controlador externo es que los usuarios simplemente pueden cambiar a la batería de reserva en caso de surgir un problema de energía.

Si algo funciona mal en una unidad autónoma, puede ser necesario someter al paciente a cirugía. Si bien ninguno de estos avances sugiere una panacea, son buen augurio para un futuro que puede proporcionar mejores resultados y opciones para el paciente a la vez que mantiene la calidad de vida.

“En general, creo que hemos logrado avances cada vez mayores en los resultados del trasplante. Los datos muestran que la curva de supervivencia definitivamente ha mejorado”, dijo el Dr. Steven Zangwill, Director Médico del programa de Insuficiencia cardíaca y Trasplante en el Phoenix Children’s Hospital. Como centro nacional de excelencia para trasplantes de corazón pediátricos, el equipo de Zangwill acaparó los titulares cuando un niño de 10 años se convirtió en el paciente más joven en la historia en recibir un corazón artificial SynCardia.

“Todavía nos falta mucho por lograr, pero estamos mejorando en todo, desde inmunología hasta arteriopatía coronaria y mejores dispositivos”, dijo Zangwill. “Creo que con el tiempo llegaremos al punto en que las opciones de sistemas de asistencia circulatoria mecánica, incluyendo los corazones artificiales, no se verán principalmente como una transición para el trasplante, sino más bien como una buena alternativa al trasplante, en el que ambos ofrecerán la expectativa de una excelente supervivencia a largo plazo que además preserve la calidad de vida. El potencial ya existe. Se está progresando. La medicina de trasplantes está avanzando hacia la modulación de la respuesta inmune que finalmente lleva a la tolerancia, mientras que el tratamiento con dispositivos se enfoca en crear aparatos más pequeños, adaptables y totalmente implantables con materiales que no causen la inflamación o la formación de coágulos. Estamos llegando, pero todavía nos queda trabajo que hacer”.

El sonido de la vida

Lemucchi tuvo el corazón artificial SynCardia durante 203 días antes de recibir un trasplante del corazón de un donante. Ahora, a sus 58 años, es miembro de la junta directiva del Grupo 351 de Mended Hearts y ha expuesto en casi 150 eventos sobre los procedimientos que le hicieron y el proceso de donación de órganos. Ha vuelto al arbitraje y también al trabajo. Hasta participó en los Juegos de Trasplantes de América de Salt Lake City en 2018 junto con otros 900 atletas, donde compitió en cuatro eventos, incluyendo una carrera ciclista de 20 kilómetros.

Tiene sentido que el concepto de un mecanismo artificial que reemplace completamente al corazón humano se asimile con cierto temor. ¿No seríamos escépticos sobre la capacidad de un aparato para reemplazar una parte humana tan esencial? ¿Desconfiaríamos de la posibilidad de que una máquina nos mantenga vivos? Lemucchi no.

“Estoy dando esta entrevista, ¿verdad?”, comenta. “Sin [el corazón artificial] no estaría aquí. Seguí viviendo la vida. Presencié la graduación de mis dos hijos. Pude ver el nacimiento de mi nieto. Sin la máquina, nada de eso hubiera sido posible”.

Claro, Lemucchi dijo que la mochila con la unidad de control atrajo varias miradas, pero representó un pequeño precio en comparación con una gran recompensa. “El sonido que hacía para mí significaba el sonido de la vida. Era el latido de mi corazón. Los demás lo llevaban por dentro. El mío era externo”.

Un corazón artificial permanente algún día podría hacer que los corazones de los donantes no hagan falta.