Tendencias Científicas
Michael Helmrath muestra el tejido intestinal desarrollado en laboratorio. Fuente: Centro Médico del Hospital Infantil de Cincinnati.
Investigadores del Centro Médico del Hospital Infantil de Cincinnati (Ohio, EE.UU.) han trasplantado con éxito a ratones "organoides" de tejido intestinal humano desarrollado a partir de células madre pluripotentes en placas de laboratorio, creando un modelo sin precedentes para el estudio de las enfermedades del intestino.
Los científicos publicaron sus resultados el domingo en la edición en línea de la revista Nature Medicine, y explicaron que con el tiempo los hallazgos podrían llevar a la bioingeniería de tejido intestinal humano personalizado para tratar enfermedades gastrointestinales.
"Estos estudios apoyan el concepto de que células específicas del paciente pueden ser utilizadas para desarrollar intestino", afirma Michael Helmrath, investigador principal y director de cirugía del programa de Rehabilitación Intestinal, en la nota de prensa del Centro. "Esto proporciona una nueva manera de estudiar las muchas enfermedades que pueden causar insuficiencia intestinal, desde trastornos genéticos que aparecen al nacer hasta el cáncer o la enfermedad de Crohn. Estos estudios también abundan en el objetivo a largo plazo de desarrollar tejidos que puedan reemplazar intestino humano dañado".
Los científicos utilizaron células madre pluripotentes inducidas (iPSCs) -que pueden convertirse en cualquier tipo de tejido del cuerpo- para generar los organoides intestinales. El equipo convirtió las células adultas extraídas de la piel y de la sangre en iPSCs "vírgenes", y luego colocó las células madre en un cóctel molecular específico para que formaran los organoides intestinales.
Los organoides humanos se injertaron entonces en la cápsula renal de un ratón, proporcionando el suministro de sangre necesario que permitió a las células de los organoides convertirse en tejido intestinal humano completamente maduro. Los investigadores subrayan que este paso representa una señal importante de progreso para una línea de la medicina regenerativa en la que científicos de todo el mundo han estado trabajando durante varios años.
Los ratones utilizados en el estudio fueron diseñados genéticamente para que sus sistemas inmunológicos aceptaran la introducción de tejidos humanos. El procedimiento de injerto requiere cirugía delicada a nivel microscópico, según los investigadores. Pero una vez conectadas a un riñón de un ratón, el estudio observó que las células crecen y se multiplican por sí mismas. Cada ratón del estudio produjo cantidades significativas de intestino completamente funcional y completamente humano.
Los científicos publicaron sus resultados el domingo en la edición en línea de la revista Nature Medicine, y explicaron que con el tiempo los hallazgos podrían llevar a la bioingeniería de tejido intestinal humano personalizado para tratar enfermedades gastrointestinales.
"Estos estudios apoyan el concepto de que células específicas del paciente pueden ser utilizadas para desarrollar intestino", afirma Michael Helmrath, investigador principal y director de cirugía del programa de Rehabilitación Intestinal, en la nota de prensa del Centro. "Esto proporciona una nueva manera de estudiar las muchas enfermedades que pueden causar insuficiencia intestinal, desde trastornos genéticos que aparecen al nacer hasta el cáncer o la enfermedad de Crohn. Estos estudios también abundan en el objetivo a largo plazo de desarrollar tejidos que puedan reemplazar intestino humano dañado".
Los científicos utilizaron células madre pluripotentes inducidas (iPSCs) -que pueden convertirse en cualquier tipo de tejido del cuerpo- para generar los organoides intestinales. El equipo convirtió las células adultas extraídas de la piel y de la sangre en iPSCs "vírgenes", y luego colocó las células madre en un cóctel molecular específico para que formaran los organoides intestinales.
Los organoides humanos se injertaron entonces en la cápsula renal de un ratón, proporcionando el suministro de sangre necesario que permitió a las células de los organoides convertirse en tejido intestinal humano completamente maduro. Los investigadores subrayan que este paso representa una señal importante de progreso para una línea de la medicina regenerativa en la que científicos de todo el mundo han estado trabajando durante varios años.
Los ratones utilizados en el estudio fueron diseñados genéticamente para que sus sistemas inmunológicos aceptaran la introducción de tejidos humanos. El procedimiento de injerto requiere cirugía delicada a nivel microscópico, según los investigadores. Pero una vez conectadas a un riñón de un ratón, el estudio observó que las células crecen y se multiplican por sí mismas. Cada ratón del estudio produjo cantidades significativas de intestino completamente funcional y completamente humano.
Aplicaciones
"La mucosa contiene todas las células diferenciadas y se renueva continuamente mediante la proliferación de las células madre intestinales. Además, la mucosa desarrolla tanto la capacidad de absorción como la digestiva, que no eran evidentes en la placa de cultivo", informa Helmrath. "Es importante destacar que las capas musculares del intestino también se desarrollan."
Los nuevos hallazgos podrían con el tiempo ser una buena noticia para las personas con enfermedades del intestino. Una de las ventajas de utilizar tejido generado a partir de iPSCs es que el proceso de tratamiento implicaría al propio tejido del paciente, eliminando así el riesgo y el gasto de medicamentos de por vida para prevenir el rechazo del trasplante.
Sin embargo, los investigadores advierten que serán necesarios varios años de investigación adicional para traducir el reemplazo del tejido cultivado en el laboratorio a la práctica médica.
El hallazgo podría cambiar también la manera de desarrollar fármacos, probándolos directamente en tejido humano inplantado en ratones. Muchos compuestos que parecen eficaces y seguros en ratones fracasan en ensayos clínicos humanos. Otros tienen resultados mixtos, ya que algunos de los pacientes sufren efectos secundarios dañinos.
"La mucosa contiene todas las células diferenciadas y se renueva continuamente mediante la proliferación de las células madre intestinales. Además, la mucosa desarrolla tanto la capacidad de absorción como la digestiva, que no eran evidentes en la placa de cultivo", informa Helmrath. "Es importante destacar que las capas musculares del intestino también se desarrollan."
Los nuevos hallazgos podrían con el tiempo ser una buena noticia para las personas con enfermedades del intestino. Una de las ventajas de utilizar tejido generado a partir de iPSCs es que el proceso de tratamiento implicaría al propio tejido del paciente, eliminando así el riesgo y el gasto de medicamentos de por vida para prevenir el rechazo del trasplante.
Sin embargo, los investigadores advierten que serán necesarios varios años de investigación adicional para traducir el reemplazo del tejido cultivado en el laboratorio a la práctica médica.
El hallazgo podría cambiar también la manera de desarrollar fármacos, probándolos directamente en tejido humano inplantado en ratones. Muchos compuestos que parecen eficaces y seguros en ratones fracasan en ensayos clínicos humanos. Otros tienen resultados mixtos, ya que algunos de los pacientes sufren efectos secundarios dañinos.
Referencia bibliográfica:
Carey L Watson et. al: An in vivo model of human small intestine using pluripotent stem cells. Nature Medicine (2014). DOI:10.1038/nm.3737.
Carey L Watson et. al: An in vivo model of human small intestine using pluripotent stem cells. Nature Medicine (2014). DOI:10.1038/nm.3737.
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