Minirriñones generados a partir de células madres humanas pluripotentes. [Instituto de Bioingeniería de Catalunya]
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Medicina regenerativa Oct/Dic 2017 Nº 90
Reparar los tejidos dañados a causa de una enfermedad o un accidente, crear órganos listos para el trasplante o corregir alteraciones genéticas son algunos de los ambiciosos objetivos que se plantea la medicina regenerativa, una moderna disciplina que está avanzando a pasos acelerados. Descubre en este monográfico algunas de las estrategias terapéuticas que ya se están aplicando en pacientes y otras que podrían salir pronto del laboratorio para convertirse en tratamientos revolucionarios.
La generación de organoides, también llamados miniórganos, es uno de los mayores avances científicos en medicina regenerativa. Se trata de organizaciones celulares tridimensionales creadas artificialmente que se parecen, estructural y funcionalmente, a un órgano humano. Esta técnica tiene un gran potencial en las terapias celulares y en la ingeniería de tejidos. Además, se presenta como una estrategia eficaz para la exploración de nuevos fármacos o incluso para investigar modelos de enfermedades.
Los miniórganos se crean a partir de células madre que, bajo ciertos estímulos, se dividen, crecen y terminan construyendo un tejido complejo, similar al órgano del que proceden. Hasta el momento, se han obtenido organoides de intestinos, cerebros y riñones, entre otros. No obstante, estos tejidos artificiales presentan deficiencias importantes, entre ellas la carencia de vasos sanguíneos que permitan la difusión de nutrientes y oxígeno. Este hecho limita su crecimiento y afecta las dimensiones finales del organoide.
Ahora, un grupo de investigadores del Instituto de Bioingeniería de Catalunya en colaboración con el Hospital Clínico de Barcelona, el Consejo Superior de Investigaciones Científicas, la Universidad de Barcelona y el Instituto Salk de Estudios Biológicos, en California, acaba de publicar en Nature Materials un método para obtener organoides de riñón vascularizados, formados en solo veinte días. Desde 2013, año en el que algunos de estos científicos generaron por primera vez progenitores renales a partir de células madre pluripotentes, han conseguido desarrollar estructuras complejas muy parecidas a las de un órgano embrionario.
En esta última investigación, han optimizado el entorno extracelular para reproducir al máximo el ambiente en el que se desarrollan los riñones en el cuerpo humano. Así, han conseguido acelerar el crecimiento de las células madre hasta formar minirriñones parecidos a los del segundo trimestre de desarrollo fetal.
Uno de los descubrimientos más notables de esta publicación ha sido la obtención de minirriñones con circulación sanguínea. Una vez generados los organoides, a fin de facilitar su vascularización, los implantaron en la membrana coroalantoidea de embriones de pollo el día dieciséis de su desarrollo. Este tejido, que es la parte fetal de la placenta, es rico en vasos sanguíneos. El tercer día observaron que los organoides, que se encontraban dentro del huevo, habían desarrollado células vasculares endoteliales y la sangre del embrión circulaba hasta el interior del organoide.
Actualmente, la generación artificial de riñones que puedan trasplantarse es todavía un objetivo lejano. No obstante, estos organoides presentan unas características morfológicas y funcionales tan cercanas a las de un riñón humano que podrían servir como modelo para estudiar la disfunción renal.
Los datos que recoge esta publicación representan un avance importante tanto en la investigación sobre el desarrollo y las enfermedades como en el campo de la medicina regenerativa, y presenta una novedosa metodología aplicable a otros tejidos biológicos.
Marta Consuegra Fernández
Referencia: «Fine tuning the extracellular environment accelerates the derivation of kidney organoids from human pluripotent stem cells». Elena Garreta et al. en Nature Materials, publicado en línea, febrero de 2019.
