Are we ready for pig-to-human clinical xenotransplantation trials? / Estamos prontos para ensaios clínicos de xenotransplante porco-para-humanos? / ¿Estamos listos para ensayos clínicos de xenotrasplante del cerdo al humano?

Abstract: The invention and widely use of organ allotransplantation provides effective treatment of some originally fetal diseases such as liver/kidney failure and has saved million of lives around the globe. However, the scarcity of human organs has caused many patients, who could have been treated, to die while waiting for suitable organs around the world. Pig-to human xenotransplantation provides a potential solution to solve this tough problem. Pig organs have been considered as major sources of xenotransplantation because of the sufficient number of donors, the sizes of organs, and physiologically structural similarities. However, xenotransplantation also has some problems, such as the possibility of spreading animal diseases to human, the interspecies immunological barrier, organs of animal origin challenging human nature, and potential informed consent issues. This article will discuss these potential issues and to see whether it is the suitable time to conduct clinical xenotransplantation trials in humans.

Resumen: La invención y el amplio uso de trasplantes alógenos proporciona tratamiento efectivo de algunas enfermedades de origen fetal, como la insuficiencia renal y hepática, y ha salvado a millones de pacientes en el mundo. Sin embargo, la escasez de órganos humanos ha causado que muchos pacientes en el mundo, que podrían haber sido tratados, murieran por esperar un órgano adecuado. El xenotrasplante del cerdo al humano proporciona una solución potencial para resolver este difícil problema. Los órganos de cerdo han sido considerados como fuentes mayores para xenotrasplantes debido al suficiente número de donantes, el tamaño de los órganos y estructuras fisiológicas similares. No obstante, el xenotrasplante también tiene algunos problemas, como la posibilidad de expandir enfermedades animales a humanos, la barrera inmunológica entre especies, el desafío para la naturaleza humana de tener órganos de origen animal y problemas potenciales de consentimiento informado. Este artículo discute estos temas potenciales y plantea si estamos en un momento apropiado para realizar ensayos clínicos de xenotrasplantes en humanos.

Resumo: A invenção e amplo uso de alotransplante de órgãos propicia tratamento efetivo para algumas doenças originalmente fetais tais como falência hepática/renal e tem salvo milhões de vidas em todo o globo. Entretanto, a escassez de órgãos humanos tem causado a morte de muitos pacientes que poderiam ter sido tratados - aguardando por órgãos apropriados em todo o globo. Xenotransplante porco-para-humanos propicia uma solução potencial para resolver este difícil problema. Órgãos de porco tem sido considerados como as principais fontes de xenotransplante por causa do número suficiente de doadores, do tamanho dos órgãos e de similaridades estruturais fisiológicas. Entretanto, xenotransplante também tem alguns problemas, tais como a possibilidade de disseminar doenças animais aos humanos, a barreira imunológica entre espécies, órgão de origem animal desafiando a natureza humana e aspectos potenciais de consentimento informado. Esse artigo discutirá esses aspectos potenciais e verificará se é o momento adequado para conduzir ensaios clínicos de xenotransplante em humanos.

Animales transgénicos: usos y limitaciones en la medicina del siglo XXI / Transgenic animals: uses and limitations in the 21st century medicine

Uno de los avances biotecnológicos más importantes de las últimas décadas fue el desarrollo de los animales transgénicos. En este artículo seanaliza por qué los animales transgénicos son excelentes modelos para estudiar la función y regulación de los genes y para buscar nuevas estrategias terapéuticas para las enfermedades humanas. Se discute su uso como biorreactores para producir productos farmacológicos para el tratamiento de enfermedades y la posibilidad de generar cerdos transgénicos como fuente alternativa a la donación de órganos.

One of the most important advances in biotechnology during the last decades was the development of transgenic animals. In this article, I discuss why transgenic animals are excellentmodels to analyze gen function and regulation, and to look for new therapeutic strategies for human diseases. Moreover, their use as bioreactors to produce pharmaceutical products for the treatment of human diseases, and the possibility of generating transgenic pigs as analternative source of organ donors for humans is also discussed.

Comparação entre a colopexia laparoscópica com pericárdio bovino conservado em glicerina em cães com a técnica incisional por celiotomia / Comparative study between laparoscopic colopexy with bovine pericardium preserved in glycerol and incisional approach by celiotomy in dogs

Procurou-se verificar a viabilidade da colopexia laparoscópica com o emprego de pericárdio bovino conservado em glicerina e testar seus resultados em relação ao procedimento incisional por celiotomia em 20 cães, separados em dois grupos com igual número de animais. A técnica laparoscópica envolveu a realização de duas incisões paralelas no músculo transverso abdominal, sob o qual foi posicionado um retalho da membrana conservada, que envolveu completamente o cólon descendente. Com a aplicação de dois clipes que uniram as bordas do pericárdio e com a sua fixação às camadas serosa e muscular do cólon, promoveu-se a aproximação do órgão à parede abdominal. Vinte e oito dias após, por ocasião do exame laparoscópico, verificou-se que todos os pacientes do grupo da celiotomia mantiveram a aderência do cólon, situação que não foi observada nos animais submetidos à cirurgia laparoscópica. Conclui-se que a técnica proposta não possibilita colopexia permanente, sendo contra-indicada para cães

The laparoscopic colopexy with bovine pericardium preserved in glycerol was compared to incisional approach by celiotomy. Twenty mongrel dogs were used after being separated in two groups. In the laparoscopic surgery, two incisions were made on the transverse abdominal muscles, and the implant was positioned through the muscle flap, involving the bowel. Finally, the extremities of the mesh were clipped. Twenty-eight days after this surgery, the experimental animals were submitted to a new laparoscopic surgery, now aiming at observing the results of both techniques. All patients of the celiotomy group maintained the colopexy. However, none of the animals submitted to the laparoscopic surgery maintained the bowel fixation. The proposed technique is not indicated to promote colopexy in dogs

Aspectos clínicos e radiográficos do pericárdio bovino como substituto do ligamento cruzado cranial de cães / Clinical and radiographic aspects of the bovine pericardium as a substitute of the canine cranial cruciate ligament

Avaliaram-se os aspectos clínicos e radiográficos do enxerto de pericárdio bovino, preservado em glicerina, como substituto do ligamento cruzado cranial. Quinze cães machos, sem raça definida, pesando entre 17,4 e 31,6 kg, foram submetidos à ruptura experimental do ligamento cruzado cranial e à substituição por pericárdio, via videoartroscopia. Os cães foram divididos em três grupos de cinco e avaliados aos 30, 90 e 120 dias. O membro operado foi imobilizado por duas semanas e procederam-se avaliações clínicas semanais. Radiografias foram feitas mensalmente e foram realizadas colheita de líquido sinovial nos tempos descritos. Clinicamente, os cães mostraram claudicação acentuada a moderada, hipotrofia muscular no membro operado e acentuado deslocamento cranial da tíbia em relação ao fêmur. As alterações degenerativas foram observadas nas radiografias. Observou-se instabilidade acentuada em todos os animais. O líquido sinovial tinha características de inflamação. Concluiu-se que o enxerto rompeu precocemente, provocou reação inflamatória persistente e fenômenos de rejeição, não sendo, portanto, recomendado para substituição do ligamento cruzado cranial de cães

The clinical and radiographic aspects of the bovine pericardium preserved in glicerin, were evaluated as a substitute for canine cranial cruciate ligament. Fifteen male mongrel dogs weighing between 17.4 and 31.6kg had the ligament experimentally ruptured and the stifle joint stabilized by an arthroscopical technique with bovine pericardium as a graft. The dogs were divided into three groups of five animals each. They were evaluated at 30, 90 and 120 days. The operated limb was imobillized for two weeks and clinical examination was performed weekly. Radiographs were taken monthly and the sinovial fluid was collect at 30, 90 and 120 days. Clinically, dogs presented high to moderate lameness, muscle hipotrophy in the operated limb and accentuated cranial drawer movement. Degenerative disease was detected in radiography. All dogs showed total rupture of the graft. Sinovial fluid analysis showed characteristics of inflammation. It can be concluded that pericardium graft failed prematurely, incited persistent inflammatory reaction and rejection phenomena. Thus, it cannot be recommended as a xenograft for cranial cruciate ligament replacement

Avaliação da resposta tecidual ao implante de osso bovino misto medular em subcutâneo de ratos / Evaluation of tissue repair, in case of bovine bone implantation mixed with bone marrow graft, in subcutaneous region of rats

O objetivo deste trabalho foi avaliar a resposta tecidual ao implante do osso bovino misto (OBM) acelular em subcutâneo de ratos. Blocos de OBM (10x10x5mm) foram implantados no tecido subcutâneo de 25 ratos machos Wistar, os quais foram mortos após 3, 7, 14, 30 e 60 dias (n = 5/período) da cirurgia. O tecido reacional foi coletado, fixado em formol 10% tamponado, lavado, desidratado, diafanizado em xilol e incluído em parafina. Cortes com 6µm de espessura foram corados com Hematoxilina e Eosina. A análise microscópica subjetiva indicou que o OBM foi circundado por tecido de granulação (composto de células mononucleares semelhantes a fibroblastos e polimorfonucleares) aos 3 dias. Entre 7 e 30 dias observou-se a invasão gradual dos poros do material implantado pelo tecido de granulação apresentando um discreto infiltrado inflamatório mononuclear com poucas células gigantes multinucleadas (CGM). Concomitantemente à angiogênese observa-se aparecimento de adipócitos no interior do material confirmando porosidade interconectada dos poros. Após 60 dias os espaços medulares estavam completamente ocupados por tecido de granulação composto por células semelhantes a fibroblastos e raras células inflamatórias mononucleares e CGM. Não se observou indícios de degradação ou absorção do material até o período de 60 dias. Considerando a ausência de necrose ou outros sinais de destruição tecidual, a presença de proliferação celular e angiogênese para o interior do material e que não se observou absorção do material, concluiu-se que o OBM é biocompatível e não absorvível, tendo potencial aplicação na engenharia de tecidos.

The aim of this study was to evaluate the tissue response to acellular mixed bovine bone graft (MBG) implanted in the subcutaneous tissue of rats. MBG in block (10x10x5mm) was implanted in 25 adult male Wistar rats, killed 3, 7, 14, 30 e 60 days after surgery (n=5/period). The granulation tissue was fixed in 10% buffered formalin, washed, dehydrated in ethanol, diafanized in xylene, and included in paraffin according to standard technique. Histological sections measuring 6µm in thickness were stained with haematoxylin and eosin. Histological analysis 3 days after surgery showed a granulation tissue around the MGB block presenting mononuclear cells like fibroblasts and neutrophils. From 7 to 30 days, chronic inflammatory infiltrate consisting mainly of macrophages and few infl ammatory multinucleated giant cells (MGC) were observed invading the porous of MGB. Parallel to angiogenesis, adipocytes were present in the interior of material, corroborating the presence of interconnected porous. After 60 days, medullar spaces were fulfilled with granulation tissue presenting fibroblast-like cells and rare mononuclear inflammatory cells and MGC. No signs of material degradation or absorption were noted throughout the experimental periods. Considering the absence of necrosis or other signs of tissue destruction, cell growth and angiogenesis inside the material and the absence of material absorption, it was concluded that MGB was biocompatible and non absorbable being potentially adequate for tissue engineering.

Evaluation of the cytocompatibility of mixed bovine bone

Treatment of bovine bone with peroxides and chaotropic agents aims to obtain an acellular bone matrix that is able to maintain the collagen-apatite complex and a higher mechanical resistance, a mixed biomaterial hereby named mixed bovine bone (MBB). The purpose of this study was to evaluate the cytocompatibility of MBB and cell-MBB interaction. Cell morphology, number of viable cells, ability to reduce methyltetrazolium and to incorporate neutral red upon exposure to different concentrations of the hydrosoluble extract of MBB were assessed in Balb-c 3T3 cells according to ISO 10993-5 standard. The interaction between cells and MBB surface was evaluated by scanning electron microscopy. The water-soluble MBB extracts were cytotoxic and led to cell death possibly due to its effect on mitochondrial function and membrane permeability. Cells plated directly onto the MBB did not survive, although after dialysis and material conditioning in DMEM + 10 percent FCS, the cells adhered and proliferated onto the material. It may be concluded that, in vitro, water-soluble MBB extracts were cytotoxic. Nevertheless, MBB cytotoxic effect was reverted by dialysis resulting in a material that is suitable for cell based-therapy in the bioengineering field.

O tratamento do osso bovino com peróxidos e agentes caotrópicos visa à obtenção de uma matriz óssea acelular, com manutenção do complexo colágeno-apatita e maior resistência mecânica, denominada osso bovino misto (OBM). O objetivo desse estudo foi avaliar a citocompatitiblidade do osso bovino misto e a interação célula-OBM. Células Balb-c 3T3 foram tratadas com diferentes concentrações do extrato hidrossolúvel do OBM (0,1g por mililitro de meio de cultura sem soro). Foram avaliadas a morfologia e número de células, a capacidade de redução do metil tetrazol e a incorporação de vermelho neutro, de acordo com o padrão ISO 10993-5. A interação células-OBM foi estudada por microscopia eletrônica de varredura. Os extratos hidrosolúveis do OBM levaram à morte celular, possivelmente devido à redução da função mitocondrial e aumento da permeabilidade de membrana. Células plaqueadas diretamente sobre o OBM não sobreviveram. Entretanto, após diálise e condicionamento com DMEM +10 por cento de soro fetal bovino, as células aderiram e proliferaram sobre o material. Com base nos resultados obtidos, concluiu-se que o OBM é citotóxico. A citotoxicidade foi revertida por diálise resultando em um material adequado para terapia celular no campo da bioengenharia.

The Past, Present, and Future of Xenotransplantation

No abstract available.

Infecciones en trasplante en pediatría: Parte II: infecciones virales, parasitarias e infecciones en trasplante de médula ósea y xenotrasplante / Infection in pediatric transplant recipients: Part II: viral and parasitosis infections and infections in children with bone marrow trasplantation or xenotrasplant

Las infecciones virales y parasitarias en pacientes trasplantados tienen una morbilidad y mortalidad asociadas importantes y representan un alto costo en la atención médica de dichos padecimientos, ya que la mayoría requiere manejo hospitalario. La infección por citomegalovirus (CMV) se vigila en la actualidad mediante pruebas que permiten separar a los pacientes trasplantados que padecen infecciones activas de los que tienen infecciones latentes, como la antigenemia pp65 de CMV en leucocitos. La enfermedad linfoproliferativa por el virus de Epstein-Barr puede ser tratada en algunos casos sólo mediante la disminución de la inmunosupresión, pero en otros a través de la administración de quimioterapia. Las infecciones que ocurren en quienes reciben trasplante de médula ósea requieren un enfoque particular dada la neutropenia inicial con la que cursan y la enfermedad de injerto contra huésped en trasplantes alogénicos. Las infecciones en el xenotrasplante representan un campo de investigación interesante y menos explorado que las infecciones en otro tipo de trasplantes.

Embolia calcificada a la arteria coronaria por degeneración de bioprótesis en posición aórtica / Calcified embolism of the coronary artery by degeneration of bioprothesis in aortic position

Se presenta un caso de embolia arterial coronaria por material calcificado de una bioprótesis de pericardio bovino del INC en posición aórtica 8 años después de su implantación. Se realizaron estudios de ecordiograma y cateterismo con coronariografía, que demostraron disfunción protésica aórtica y coronarias normales. Antes de internarse al hospital, el paciente refería angor y disnea. Durante la coronariografía hubo un aumento de la sintomatología, acompañado de cambios electrocardiográficos y horas después con elevación enzimática. El paciente fue llevado de urgencia a cirugía donde se efectuó un recambio protésico mitroaórtico con prótesis mecánica. Como hallazgos quirúrgicos: ausencia de una valva de la prótesis en posición aórtica, con calcio libre fragmentado en la región perianular y las dos valvas restantes completamente calcificadas, la prótesis en posición mitral de apariencia normal. Concluimos que la isquemia o el infarto de miocardio en presencia de coronarias normales en pacientes con bioprótesis de pericardio bovino en posición aórtica puede ser secundaria a embolia por calcio, originada por el proceso de mineralización de una bioprótesis degenerada años después de su implantación