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J. Bras. Nefrol. 1996; 18(3): 302-306
V. Bueno/J. O. M. Pestana - Revisão/Atualização em Transplante Renal
Revisão/Atualização em Transplante Renal: Xenotransplante
Valquiria Bueno, José Osmar Medina Pestana
Disciplina de Nefrologia - Escola Paulista de Medicina - UNIFESP
Correspondência: Rua Botucatu, 740 - V. Clementino
São Paulo - SP 04023-900
Fone: (011) 576-4227 Fax: (011) 573-9652
de infecção devido a alta dose de imunossupressão.
Na década de 70, alguns xenotransplantes de fígado e
coração
foram
realizados
utilizando
macacos
chimpanzés e babuínos como doadores, não se
obtendo, entretanto, sobrevida prolongada em
nenhum dos casos. Em 1985, um recém nascido
recebeu o coração de babuíno desenvolvendo
rejeição humoral que não pode ser revertida após 11
dias. Em 1993, Starzl realizou dois transplantes de
fígado babuíno-humano, obtendo sobrevida de 26 e
70 dias respectivamente (Tabela 1). 2,3
Estes resultados retomaram a possibilidade de que
órgãos de outras espécies animais são fisiologicamente
viáveis
quando
transplantados
em
humanos, sendo a principal expectativa futura para
atender a crescente carência de órgãos, principalmente em situações onde a insuficiência do órgão
nativo reduz significativamente a expectativa de vida.
Em 1969, Roy Calne subdividiu o xenotransplante
em discordante e concordante baseado no tipo de
rejeição desencadeada. 4 No xenotransplante discordante a rejeição é humoral, sendo homóloga à
No início deste século, com o desenvolvimento das
técnicas de anastomose vascular nasceu a idéia de que
transplantes de órgãos, membros e tecidos de outras
espécies (heterotransplante ou xenotransplante) seriam
a solução para diversas doenças. 1 Embora tecnicamente possível, o sucesso foi impedido pela
intensa resposta imune do receptor, e o interesse ficou
concentrado na possibilidade do alotransplante que se
tornou realidade a partir de 1954.
A idéia de xenotransplante foi retomada em 1963,
quando Reemtsma realizou 6 transplantes renais de
macacos chimpanzés para humanos, tratando os
pacientes com azatioprina, esteróides, actinomicina C
e irradiação local, tendo como resultado a sobrevida
por 9 meses em 1 paciente com função renal normal.
Os demais apesar de apresentarem função renal
imediata, desenvolveram rejeição aguda e morreram
Tabela 1
Principais casos clínicos descritos de xenotransplante em humanos
Autor
Reemtsma
Reemtsma
Hitchcock
Hardy
Starzl
Reemtsma
Starzl
Barnard
Barnard
Bailey
Starzl
Ano
1963
1963
1963
1964
1963
1963/1964
1969/1974
1977
1977
1984
1992
Doador
Macaco rhesus
Chimpanzé
Babuíno
Chimpanzé
Babuíno
Chimpanzé
Chimpanzé
Babuíno
Chimpanzé
Babuíno
Babuíno
Órgão
Rim
Rim
Rim
Coração
Rim
Rim
Fígado
Coração
Coração
Coração
Fígado
No
1
1
1
1
6
6
3
1
1
1
2
Sobrevida máxima
12 dias
2 meses
12 dias
horas
< 60dias
<9 meses
< 14dias
6 horas
4 dias
11 dias
70 dias
A publicação desta seção foi possível graças à colaboração dos
Laboratórios Sandoz S/A
Óbito
Uremia
Pneumonia
Sepse
Não função
Sepse
Sepse
Sepse
Não função
Rejeição
Incomp.ABO
Sepse
Referências
32
44
35
27,36
28,29,37
34
25
30
30
26,31
38
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rejeição hiperaguda e vascular acelerada dos
pacientes sensibilizados em alotransplante. Esta
rejeição ocorre entre espécies filogeneticamente mais
distantes como na combinação suíno-humano. No
xenotransplante concordante, a rejeição tem padrão
celular
semelhante
àquela
que
ocorre
no
alotransplante, sendo caracterizada por infiltrado de
maior intensidade.
A rejeição hiperaguda mediada por xenoanticorpos e complemento ocorre minutos ou horas após o
transplante, sendo experimentalmente evitada com
técnicas que bloqueiem estes 2 componentes. 3 Na
depleção dos xenoanticorpos são utilizados a
plasmaferese, a passagem do sangue pelo rim de um
animal da mesma linhagem do doador, ou
imunoabsorção em colunas de afinidade. Na inibição
da ativação do sistema de complemento tem se obtido
resultados favoráveis com fator de veneno de cobra
(CVF), receptor solúvel de complemento tipo 1
(sCR1), e proteínas reguladoras da ativação do
complemento (DAF, MCP, CD59). 5
A rejeição vascular acelerada ocorre alguns dias
após o transplante sendo mediada por anticorpos
xenoreativos induzidos pela presença do enxerto. Ela
se faz presente tanto em xenotransplante concordante, quanto em discordante quando a rejeição
hiperaguda é bloqueada. Há formação de novos
anticorpos e o resultado final é semelhante ao que é
evidenciado na rejeição hiperaguda. Este evento pode
ser suprimido experimentalmente pela depleção de
células B por irradiação, anticorpos anti-linfocícitos,
ou uso de drogas imunossupressoras como deoxispergualina e brequinar. 3
A rejeição aguda é mediada primariamente por
célula, sendo em muitos aspectos semelhante ao que
ocorre em alotransplante, e pode ser retardada
experimentalmente pelo uso de drogas imunossupressoras como ciclosporina A. 3
A rejeição crônica tem características similares ao
alotransplante, sendo possível experimentalmente
quando evita-se todas as barreiras imunológicas
citadas anteriormente, sendo desta for ma desconhecida a importância deste tipo de rejeição em
xenotransplante. 3
A classificação discordante/concordante vem
sendo questionada visto que em certas situações
como na combinação hamster-rato (xenotransplante
concordante) onde a resposta esperada seria predominantemente
celular,
existe
a
ativação
do
complemento pela via alternativa, e tem sido
demonstrada a presença de anticorpos no enxerto
rejeitado. 6 Também existem diferenças entre os
eventos que ocorrem com os enxertos vascularizados
que estão mais expostos a rejeição humoral, e os
neovascularizados (pele e ilhotas) que estão mais
protegidos contra esse mecanismo de resposta imune.
7
Entre os órgãos vascularizados a suscetibilidade à
rejeição hiperaguda também é variável, sendo o
fígado o órgão mais resistente. 8,9 Apesar destas
considerações, esta classificação é a que melhor
define as variações na resposta imune entre as
diferentes combinações de xenotransplante.
Xenotransplante Concordante
Este termo designa transplante entre animais
próximos na escala evolutiva (p.ex. chimpanzéhomem, camundongo-rato) que rejeitam o enxerto
alguns dias após o transplante, num padrão
histológico mediado por células, de for ma similar ao
que ocorre no alotransplante humano. O estudo
histológico do xenotransplante concordante rejeitado
evidencia infiltração de células mononucleares,
polimorfonucleares, com áreas de necrose de fibras,
hemorragia intersticial e trombose vascular. Em
algumas
combinações
encontra-se
também
a
deposição de IgM e complemento. 10,11
Os mesmos agentes imunossupressores utilizados
em alotransplante poderiam ser efetivos no controle da
rejeição em xenotransplante concordante, mas em
algumas combinações os resultados são conflitantes. Na
combinação hamster-rato, estratégias que atuem sobre
a resposta celular como a utilização de receptores
atímicos, ou anticorpos monoclonais anti-CD4 não tem
apresentado efeito significativo na prolongação da
sobrevida do enxerto, enquanto o bloqueio da ativação
de complemento ou da geração de anticorpos tem
aumentado a sobrevida nesta combinação.6 Da mesma
forma, num ensaio de cultura mista de linfócitos na
combinação concordante rato-camundongo, predominaram citocinas do subtipo Th2, sugerindo a
presença de resposta do tipo humoral. 2 Assim, no
modelo concordante de xenotransplante existe ainda
uma subdivisão de acordo com o mecanismo efetor
primário de destruição do enxerto, que pode ser
mediado principalmente por
células T (ratocamundongo, chimpanzé-homem), ou por anticorpos
(hamster-rato, babuíno-homem).
A xenoreatividade concordante in vivo mediada
por células ocorre de forma mais vigorosa em
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xenotransplante quando comparada ao alotransplante.
Predomina a via de apresentação indireta do
antígeno, necessitando de célula apresentadora de
antígeno própria para a geração da resposta
citotóxica, sendo as células T CD4+ as efetoras
primárias desse mecanismo. Entretanto, in vitro essa
resposta está diminuída em relação àquela do
alotransplante por depender de fatores como
expressão das moléculas MHC nas células estimuladoras, e também devido a interação ineficiente com as
moléculas coestimulatórias. Assim, em certas situações, a resposta mediada por célula em xenotransplante pode ter menor intensidade do que em
alotransplante. 2
Dados preliminares em nosso laboratório tem
demonstrado aumento de sobrevida do enxerto
cardíaco no modelo concordante hamster-rato após
irradiação corpórea total do receptor. Neste mesmo
modelo, a administração oral de antígenos do doador
não alterou a sobrevida do enxerto.
O
xenotransplante
concordante
utilizando
primatas como doadores apresenta, entretanto, uma
série de questões. O período de gestação dos
primatas é longo com pequena prole, o que dificulta
a obtenção de animais transgênicos e torna o custo de
sua procriação e manutenção extremamente elevado.
Estes animais apresentam expectativa de vida longa
com desenvolvimento e comportamento semelhante
ao dos seres humanos, o que aumenta a resistência da
população à idéia da criação desses animais com o
objetivo de doação de órgãos. Existe ainda o risco
destes animais agirem como fonte de agentes
infecciosos resistentes. 12,13 Estas xenozoonoses são de
mais provável ocorrência no homem quanto mais
próxima filogeneticamente for a espécie doadora. O
conhecimento sobre vírus que ocorrem naturalmente
em primatas é limitado, mas acredita-se que HIV-1 e
HIV-2 sejam derivados de cepas virais de primatas. 12,13
Apesar destes impecilhos, os primatas seriam os
doadores mais adequados, visto que estudos de
hibridização de DNA mostraram 98% de compatibilidade entre os genes de primatas e humanos. 14
Xenotransplante Discordante
Este termo designa transplante entre animais mais
distantes na escala filogenética (p.ex. porco-homem,
cobaio-rato) que resulta em rejeição hiperaguda
humoral, com perda de função do enxerto em
minutos ou horas após o restabelecimento da
circulação. 2,6 A intensa ligação de anticorpos e
ativação do complemento resultam na “ativação” das
células endoteliais que se desnudam da membrana
basal expondo colágeno, fator de von Willebrand,
perdendo fatores inibidores da coagulação como antitrombina 1 e enzimas anti-inflamatórias como
superóxido dismutase, resultando em coagulação
intravascular. 15
Histologicamente a rejeição hiperaguda em
xenotransplante é caracterizada por edema, hemorragia, necrose celular, e pouco infiltrado celular, além
de fluorescência positiva para imunoglobulinas e
complemento. 2 Essa vigorosa resposta imunológica
decorre do ataque de xenoanticorpos contra as
células endoteliais do enxerto. 16,17 Estes anticorpos
são ditos naturais porque seu ataque ao enxerto não
depende da sensibilização prévia do receptor. São
predominantemente do isotipo IgM, contrastando com
a alosensibilização onde predomina a IgG. Tanto no
modelo in vivo de xenotransplante porco - macaco
quanto no modelo in vitro cobaio-rato é possível
verificar a interação de IgM com células endoteliais
do doador, causando a codeposição de componentes
do complemento, com a ativação da via clássica. O
seu alvo são as células endoteliais, onde se ligam às
glicoproteínas identificadas como gp115/135, e à gp
250 que é homóloga ao fator de von Willebrand
humano. 2,17
Esse mecanismo tem sido confirmado também em
ensaio de cultura de células suíno-humano, mostrando que os anticorpos xenoreativos e o
complemento humanos ativam as células endoteliais
de porco, com coagulação e agregação de plaquetas. 18
Os epitopos antigênicos que os xenoanticorpos
reconhecem não estão totalmente caracterizados na
maioria das combinações discordantes, mas entre 70 e
90% dos xenoanticorpos humanos contra porco
reconhecem um carbohidrato com terminal galactosilα1,3-galactose que está presente também na
membrana celular da maioria dos mamíferos e de
muitas bactérias. A obtenção de suínos desprovidos
deste carbohidrato é uma possível forma de evitar a
rejeição hiperaguda. 1,19,20
A depleção temporária dos anticorpos naturais
pela imunoabsorção extracorpórea prévia do soro do
receptor em combinação com imunossupressão, tem
prolongado por alguns dias a sobrevida do enxerto
em uma série de experimentos. 2,15,17 A rejeição ocorre
após o retorno dos anticorpos à circulação, quando o
endotélio já se recuperou dos danos mecânicos,
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isquêmicos e de reperfusão do transplante, causando
menor destruição por um mecanismo adaptativo
denominado por Platt de “acomodação”. 3 Ainda
assim, não existe registro de sobrevida longa com esta
estratégia, pois a rejeição vascular acelerada acaba
ocorrendo mesmo que tardiamente.
A presença de anticorpos ativa o complemento
pela via clássica, mas também em xenotransplante, a
via alternativa do complemento pode ser ativada na
ausência de anticorpos iniciando-se pela ativação
espontânea de C3. O uso de fator de veneno de cobra
(CVF), que depleta C3 do soro, assim como o uso de
animais receptores deficientes em C4, ou a
administração sistêmica de fatores solúveis como o
receptor de complemento solúvel tipo 1 (sCR1) que
previnem a ativação do complemento tem prolongado
a sobrevida do enxerto. Estes modelos também não
per mitem sobrevida longa, sendo que o edema, a
hemorragia, e a deposição de C3 nos enxertos
rejeitados não tratados, são substituídos por infiltrado
mononuclear, indicando participação importante do
componente celular em situações onde a rejeição
hiperaguda foi bloqueada. 2,17,21
Encontra-se
ainda
em
desenvolvimento
a
manipulação genética de potenciais doadores levando
à expressão na membrana celular de moléculas
humanas inibidoras de complemento (MCP, DAF,
CD59) 3,5,17,18,22 , ou expressando em alta porcentagem o
inibidor fisiológico (IκB) do fator de transcrição NFκB. Esse fator é mediador importante durante a
ativação das células endoteliais, estando envolvido na
regulação
positiva
dos
genes
das
moléculas
procoagulantes, moléculas de adesão, citocinas e
fatores de transcrição. 23
No 3 o Congresso Internacional de Transplantes, o
relato de que corações de porcos transgênicos,
expressando fator inibidor de complemento (DAF),
transplantados em macacos, na vigência de drogas
imunossupressoras obtiveram sobrevida por mais de
60 dias sem rejeição, chamou a atenção da
comunidade científica presente. 13
Quando comparada a viabilidade de doadores, em
xenotransplante concordante utilizando-se macacos, e
no discordante porcos, tem-se que estes últimos
apresentam como vantagens a possibilidade de
manipulação genética pois apresentam grandes
ninhadas com rápido crescimento, as similaridades
anatômicas e fisiológicas com os órgãos humanos, a
possibilidade de criação desses animais em condições
isentas de patógenos, e ainda a baixa resistência da
população em relação a sua procriação com finalidade
de transplante. Não se sabe, entretanto, se a
expectativa de vida do órgão transplantado seria os
poucos anos do porco ou a longa sobrevida do
homem.
Conclusões
As experiências iniciais em xenotransplante
clínico (Tabela 1) esclareceram alguns aspectos
importantes. O mais importante deles foi que o órgão
de outra espécie poderia funcionar normalmente em
humanos, e que não existe peculiaridade no rim
humano que o impossibilite de ser substituído por rim
de macaco. Mostraram também que a resposta ao
xenotransplante é mais intensa sendo causada por um
mecanismo possivelmente similar ao alotransplante,
mas ainda não esclarecido na sua totalidade.
No xenotransplante discordante, a possibilidade
de produção de animais transgênicos em larga escala,
que não expressem moléculas alvos dos xenoanticorpos, e/ou que expressem fatores inibidores de
complemento quando associados ao uso de drogas
imunossupressoras,
poderão
evitar
a
rejeição
hiperaguda e possibilitar o uso clínico definitivo ou
ainda temporário como “ponte” preservando o
receptor para um alotransplante. 24
A manipulação imunológica do receptor com
intensa imunossupressão, depleção de anticorpos, ou
complemento tem uso clínico mais remoto, já que tais
terapêuticas levam à imunossupressão inespecífica.
Apesar do progresso obtido, acreditamos que
muito tempo ainda vai se passar até que órgãos
humanos possam ser inteiramente substituídos por um
xenotransplante ou, ainda, por um órgão mecânico,
ou “clonado” em laboratório.
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