En un nuevo hito de la ciencia, un grupo de investigadores está creando miniórganos sofisticados en laboratorio, capaces de formar sus propios vasos sanguíneos. Estas estructuras que imitan el corazón, el hígado, los pulmones y el intestino constituyen algunos de los modelos más complejos del desarrollo humano jamás creados y contienen poblaciones celulares nunca antes vista.
De acuerdo con la revista científica Nature, que cita estudios de Science y Cell, los organoides —estructuras tridimensionales cultivadas en laboratorio que imitan la función de órganos reales— se han utilizado durante muchos años para probar fármacos, así como para estudiar enfermedades y su evolución. Sin embargo, la mayoría de estos carecen de los vasos que transportan sangre, nutrientes y oxígeno por todo el cuerpo, lo que ha limitado su tamaño, función y capacidad de maduración.
“Los riñones, por ejemplo, necesitan vasos para filtrar la sangre y producir orina, y los pulmones los necesitan para intercambiar oxígeno y dióxido de carbono”, explica Nature.
En ese tenor, en junio pasado dos equipos distintos informaron sobre la creación de organoides vascularizados mediante un nuevo enfoque que los desarrolla con vasos desde sus etapas iniciales.
A partir de células madre pluripotentes, capaces de transformarse en casi cualquier tipo de célula del cuerpo, los investigadores indujeron la formación de vasos sanguíneos al mismo tiempo que creaban el tejido del otro órgano.
“Los modelos realmente muestran el poder de esta estrategia”, apunta Óscar Abilez, biólogo de células madre de la Universidad de Stanford en California y coautor del artículo que describe los organoides del corazón y el hígado.
LOS PRIMEROS INTENTOS DE VASCULARIZAR MINIÓRGANOS
A tenor de la revista académica, los primeros intentos de vascularizar organoides implicaron el cultivo de tejido vascular en una placa y su posterior combinación con otros tipos de células para formar assembloides (modelos in vitro). Empero, estos modelos aún presentaban limitaciones en su capacidad para imitar la estructura y la madurez de los órganos reales.
Los investigadores descubrieron el nuevo enfoque por casualidad. Mientras cultivaban células epiteliales —responsables de formar el revestimiento exterior de ciertos órganos y tejidos— varios equipos, entre ellos uno de la Universidad de Michigan en Ann Arbor, observaron que sus organoides también desarrollaban de forma espontánea células no epiteliales, del tipo que recubre los vasos sanguíneos. Aunque estas células suelen considerarse una “contaminación” que debe eliminarse, el equipo de Ann Arbor decidió potenciar su presencia en los organoides intestinales.
En tanto, Yifei Miao, biólogo de células madre del Instituto de Zoología de la Academia China de Ciencias en Beijing, y sus colegas decidieron ver si podían controlar el crecimiento simultáneo de ambos tipos de células (epiteliales y de vasos sanguíneos) en el mismo plato, comenzando con organoides de pulmón e intestino.
“Sin embargo, se puede conservar una u otra, por lo que, naturalmente, no podrían crecer juntas”, afirmó Miao entonces. No obstante, él y sus colegas encontraron la manera de cronometrar la dosificación de un cóctel de moléculas para desencadenar la formación de ambos tipos de tejido a la vez a partir de células madre.
“Pero estos organoides aún representan solo las primeras etapas del desarrollo fetal (…) Los investigadores necesitan desarrollar vasos sanguíneos más grandes, junto con todo el tejido y las estructuras de soporte necesarios, así como los vasos complementarios del sistema linfático, que transporta fluidos a los órganos y expulsa desechos. Y una vez que los vasos sanguíneos estén dentro, el siguiente reto será abrir el grifo para usarlos para la circulación sanguínea. Es un campo realmente fascinante”, dijo por su parte Josef Penninger, ingeniero genético del Centro Helmholtz para la Investigación de Infecciones en Braunschweig (Alemania), en cuanto a los organoides hepáticos. N
