Estómagos de laboratorio a partir de células madre
Los avances en terapia celular están logrando el desarrollo de órganos de laboratorio que permite conocer mejor la base fisiológica del cuerpo humano y probar cómo funcionan determinadas terapias en experimentación en un modelo más fiable que el que se tenía hasta el momento basado, en la mayoría de las ocasiones, en ratones u otros animales lejanos a nuestra especie. El último logro en este campo es el conseguido por investigadores estadounidenses que han podido desarrollar a partir de células pluripotentes mini estómagos humanos.
«Poco se sabe sobre las vías de señalización que regulan el desarrollo gástrico y nadie ha generado tejidos gástricos a partir de células madre pluripotentes humanas», afirman en su artículo investigadores del Centro Hospitalario Pediátrico de Cincinnati y de la Universidad de Ann Arbor, en Michigan (EEUU). Por este motivo, se propusieron desarrollar organoides de estómagos humanos, es decir, mini estómagos a partir de células madre embrionarias y células de pluripotencialidad inducida o iPS, ambas de origen humano.
Las células pluripotentes fueron manipuladas para expresar o inhibir en determinados momentos ciertos genes relacionados con el desarrollo embrionario. Tras la exposición a un medio con ácido retinoico durante 24 horas se observó la formación de esferas de estómagos. «Para promover el crecimiento tridimensional y la morfogénesis, transferimos estas esferas en una matriz semisólida y volvimos a exponerlas en ácido retinoico otras 72 horas», explican los investigadores en su artículo publicado en la revista Nature.
Tras esta primera manipulación se pudo observar la formación del antro gástrico, la parte más distal del estómago. Varias semanas después, entre tres y cuatro, las esferas (menores de 100 micromilímetros de diámetro) se fueron expandiendo a organoides (con un diámetro entre dos y cuatro milímetros) con un complejo epitelio columnar. Además, un análisis realizado en el día 34 demostró que estos mini estómagos tenían una estructura muy similar a la de los estómagos de fetos humanos. «Es la primera vez que se han generado organoides de estómagos humanos a partir de células pluripotentes», constata a EL MUNDO James Wells, del Hospital Pediátrico Cincinnati y uno de los autores de este estudio.
Aplicaciones
«Nuestro trabajo ha ayudado a identificar cómo se forma el estómago humano durante el desarrollo embrionario. Específicamente hemos identificado varios procesos clave que dirigen indiferenciadas células madre a formar el tejido tridimensional del estómago», explica Wells.
Por otro lado, los investigadores fueron un paso más en este trabajo ya que infectaron estos mini órganos con la bacteria Helicobacter pylori. «Queríamos demostrar que los organoides estomacales humanos pueden usarse para estudiar cómo actúa esta bacteria generando las primeras etapas de la enfermedad gástrica. Aproximadamente, la mitad de la población mundial está infectada con la H. pylori, que causa las úlceras pépticas y cáncer de estómago», aclara este investigador.
Lo que han comprobado es que cuando se inyecta la bacteria en el organoide, «el H. pylori se comporta como si estuviera en un estómago normal. Esta bacteria se une a la mucosa del estómago, infecta las células y causa las primeras etapas de la enfermedad gástrica. Por ejemplo, provoca replicación celular, y estadio inicial de gastritis».
Además del estudio del desarrollo de órganos y de enfermedades humanas, Wells señala que este tipo de investigaciones puede utilizarse para probar si estos organoides pueden utilizarse para terapias basadas en trasplantes cuyo objetivo sea reparar estómagos dañados. «Estamos induciendo úlceras gástricas en ratones y, posteriormente, les trasplantamos organoides gástricos humanos en la herida para probar si injertan y si ayudan en el proceso de reparación».
No obstante, Ángel Raya, director del Centro de Medicina Regenerativa de Barcelona (CMRB), no cree que ese sea el mejor uso de este tipo de trabajos. Con esta metodología, «se están produciendo órganos pero no con finalidad de trasplantes porque son rudimentos de órganos, su estadio es muy anterior al necesario para usarlo en una persona».
Sin embargo, Raya, habla de las ventajas que está aportando este tipo de investigaciones. «En el campo de la diferenciación de una célula madre en una adulta faltaba la estructura, se obtenían cardiomiocitos, hepatocitos u otro tipo celular pero nada más, porque no tenían estructuras. Con esta nueva metodología, al suspender las células pluripotentes en un gel esto permite que tengan forma tridimensional, permite que se formen arquitecturas complejas. El problema es que cuando se cultivan y crecen en volumen a las células del interior de ese orgánulo no les llegan los nutrientes y el oxígeno por eso no pueden crecer mucho más. Así que tenemos orgánulos que se desarrollan poco pero con una funcionalidad y estructura mucho mayor que la que se da en los cultivos tradicionales».
Probablemente, apunta el investigador español, en un futuro haya que combinar varias técnicas para obtener órganos más desarrollados. En esa línea, Wells recuerda que una manera de madurar estos organoides es «trasplantarlos en un animal, donde pueden formar tejido altamente maduro y funcional. Un ejemplo de esto es lo que se ha publicado recientemente en la revista Nature Medicine [sobre fabricación de intestinos]».
Información http://www.elmundo.es/salud/2014/10/30/5451534ae2704ec7268b4580.html
