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La medicina regenerativa se perfecciona con ‘minirriñones’ humanos vascularizados

Un grupo de investigadores desarrolla a en 20 días organoides similares a los riñones de un feto de cinco meses

Imagen del organoide creado por el IBEC
Imagen del organoide creado por el IBEC

Ya ha llovido desde aquel 1998 en el que un grupo de investigadores de la Universidad de Wisconsin lograron aislar células madre embrionarias humanas. En estos 20 años, la medicina regenerativa ha avanzado hasta desarrollar en el laboratorio tejidos de minúsculo tamaño, como las versiones reducidas de riñones, hígados o cerebros. El reto es poder utilizar esas células madre para probar fármacos, estudiar la base y nuevos abordajes para muchas enfermedades y, en última instancia, crear órganos potencialmente trasplantables a los humanos. Todavía falta recorrido para llegar a esos escenarios pero la medicina regenerativa no deja de avanzar. Los últimos en dar un paso adelante en este campo han sido un grupo de investigadores del Instituto de Bioingeniería de Cataluña (IBEC) que han perfeccionado la creación de minirriñones. Estos científicos han logrado crear organoides más maduros, similares a los riñones de un feto de cinco meses, de una manera más rápida—en apenas 20 días— y con vascularización en sus tejidos.

La investigación, publicada en la revista Nature Materials, ha perfeccionado los hallazgos logrados hasta la fecha en el desarrollo de minirriñones. En 2013, el doctor Juan Carlos Izpisúa y sus equipos del Instituto Salk de California y el Centro de Medicina Regenerativa de Barcelona crearon minirriñones humanos a partir de células madre embrionarias y las llamadas células madre pluripotentes o iPS —reprogramadas para funcionar como las embrionarias—. Ahora, los investigadores del IBEC han mejorado esos organoides y los han dotado de mayor funcionalidad. “Es una progresión de lo que habíamos hecho. Antes era la estructura celular y ahora tiene funcionalidad. La vascularización también es importante porque sin ella no hay vida”, resume el doctor Josep Maria Campistol, nefrólogo y director del hospital Clinic de Barcelona. El hospital, que ya había participado en el trabajo de Izpisúa de 2013, ha vuelto a colaborar con el IBEC en este nuevo estudio. También el Instituto Salk y el Consejo Superior de Investigaciones Científicas han intervenido.

En esta investigación, los científicos del IBEC han empleado células madre pluripotentes para crear cultivos tridimensionales similares al tejido embrionario de riñón humano durante el segundo trimestre de la gestación. “Otros estudios ya habían visto que era posible distinguir células madre embrionarias de riñón. Nosotros hemos logrado acortar el tiempo en el que se consigue eso, pues nosotros lo hacemos en 20 días y antes se tardaba hasta 30. Además, hasta la fecha, los organoides conseguidos se parecían al tejido de riñón del primer trimestre de gestación. Logramos en un menor tiempo un mejor resultado”, explica Núria Montserrat, investigadora principal del estudio.

Los investigadores también implantaron el organoide en un tejido extraembrionario de un pollo vivo y detectaron que había células vasculares desordenadas. “El gran reto que teníamos era proveer los organoides de red vascular, inmunológica o nerviosa. Aquí hemos visto células endoteliales —que participan en la creación de las paredes de los vasos sanguíneos— que se organizan y esto es muy importante si queremos trasplantarlo en otro animal”, señala Montserrat. Los científicos han estudiado, además, cómo ha cambiado el organoide tras entrar en contacto con el microambiente embrionario del pollo y ha analizado las características adquiridas por los minirriñones tras el implante. “También hemos inyectado drogas nefrotóxicas para ver si el organoide está conectado a la red vascular del pollo”, agrega la investigadora del IBEC.

Montserrat admite que sus hallazgos entran dentro del campo de la ciencia básica y que no tendrán una traducción en la práctica clínica a corto plazo. Pero avisa: “Estamos en la base de algo que tendrá muchas repercusiones”. Poner el foco en células que están relacionadas con enfermedades o probar fármacos o abordajes terapéuticos nuevos para dolencias renales son algunas de las puertas que abre este nuevo avance en medicina regenerativa. “Esto te puede permitir analizar in vitro como si estuvieses trabajando con un riñón. Esto será el embrión de puros riñones que se utilizarán para trasplantes”, augura Campistol.

Los beneficios de los organoides

Izpisúa publicó el pasado 7 de febrero un artículo en la revista New England Journal of Medicine (NEJM) en la que ponía de manifiesto la evolución y los beneficios de la investigación con organoides. “Pueden mostrar composiciones y comportamientos celulares casi fisiológicos. Muchos organoides pueden experimentar una expansión extensa en la cultura y mantener la estabilidad del genoma, lo que los hace adecuados para biobancos y pantallas de alto rendimiento”, señala el estudio.

También son mejores que los estudios sobre animales, señala la publicación: “Los organoides pueden reducir la complejidad experimental, son susceptibles a las técnicas de imágenes en tiempo real y, lo que es más importante, permiten el estudio de aspectos del desarrollo humano y enfermedades que no se modelan de forma fácil ni precisa en animales”.

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