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Institutos Nacionales de la Salud
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El primer órgano que crece solamente a partir de células madre, según un informe
Los investigadores afirman que su logro, trabajando con hígados en ratones, podría algún día aumentar la disponibilidad de los trasplantes humanos
Traducido del inglés: jueves, 4 de julio, 2013
MIÉRCOLES, 3 de julio (HealthDay News) -- Unos científicos japoneses informan de que han convertido un grupo mezclado de células madre en los primeros hígados funcionales del mundo.
Los hígados de pequeñas dimensiones fueron creados en el laboratorio y trasplantados en ratones, en los que crecieron y empezaron a realizar las mismas funciones que los hígados del tamaño de los humanos, incluyendo el metabolismo de los fármacos y la generación de las proteínas específicas de los hígados.
Aunque los hígados experimentales son muy básicos (no tienen todas las características de los órganos totalmente desarrollados), se considera que es la primera vez que los científicos han hecho crecer un órgano de tres dimensiones en el laboratorio con la sola ayuda de unas células.
Previamente, los científicos habían generado unos órganos sólidos usando células madre insertadas en algún tipo de estructura, o bien el órgano de un donante al que se le ha lavado de todas sus células originarias, o bien alguna clase de material artificial.
Pero un experto señaló que este último enfoque va un paso más allá de este concepto.
"Se trata de una estrategia distinta para crear tejidos y órganos", afirmó el Dr. Anthony Atala, director del Instituto Wake Forest de Medicina Regenerativa, en Winston-Salem, Carolina del Norte.
"El trabajo es muy importante porque permite estudiar cómo se crean los órganos y cómo dan lugar a sistemas más funcionales y complejos", explicó Atala. "Se trata de un buen avance".
Si se sigue estudiando, los investigadores piensan que su técnica algún día podría solucionar la escasez crítica de órganos humanos para el trasplante.
"Ahora mismo estamos evaluando la aplicabilidad para otros órganos, como el páncreas y los riñones, porque tienen un tipo de desarrollo similar al del hígado. Hasta ahora, hemos conseguido unos resultados fascinantes", afirmó en una conferencia de prensa Takanori Takebe, profesor de medicina regenerativa en la Facultad de Posgrados en Medicina de la Universidad de la Ciudad de Yokohama.
Takebe añadió que pensaba que pasarían al menos 10 años antes de que un órgano que haya crecido de esta manera pueda ser trasplantado a una persona.
Para realizar los experimentos, descritos en la edición en línea del 3 de julio de la revista Nature, los investigadores mezclaron tres clases diferentes de células madre, cada una de las cuales se convierte en un tipo de tejido distinto.
Se indujo a unas células madre pluripotentes (que tienen la capacidad de diferenciarse en casi cualquier tipo de célula del cuerpo) a que se convirtieran en el endodermo del hígado, la capa germinal que crea la materia esponjosa del tejido del hígado. Esas células se mezclaron con células madre mesenquimales, que producen el tejido conectivo, y un grupo de células madres que se derivan de la sangre del cordón umbilical humano, que se convierten en el tejido que reviste los vasos sanguíneos.
Mezclar los tipos de células era importante porque imitaba el mismo proceso que se produce durante el desarrollo del feto. Los distintos tipos de células usan señales químicas para comunicarse unas con otras, y construyen así el proceso de formación de los órganos.
"Que yo sepa, no hay ningún otro grupo que haya intentado el método descrito en el artículo", afirmó Takebe con la ayuda de un traductor.
Se trata de algo que otras personas han pasado por alto al intentar desarrollar y hacer crecer líneas celulares puras, esto es, la mezcla de células madre más otros factores que se requerirían para la formación de un órgano, afirmó Takebe.
Después de cuatro a seis días de crecimiento en una placa de Petri, los brotes de hígado, tal y como los llaman los científicos, se trasplantan en los ratones, donde rápidamente forman nuevos vasos sanguíneos que se parecen a las redes de arterias y venas de los hígados adultos. Los hígados experimentales siguen creciendo durante aproximadamente dos meses en los ratones portadores.
El crecimiento de los vasos fue un avance importante, según un experto.
"Ser capaces de conectar los vasos sanguíneos de forma tan linda es un paso crítico hacia adelante", comentó el Dr. Mark Donowitz, profesor Leboff de medicina en la Universidad Johns Hopkins, en Baltimore.
Los investigadores les hicieron pruebas en varias etapas de desarrollo para asegurarse que se estaban formando con normalidad. Después de 10 días, el hígado empezó a producir proteínas hepáticas humanas.
Los científicos llegaron incluso a poner a prueba a los hígados con medicamentos, como el analgésico ketoprofeno, un fármaco que los humanos y los ratones metabolizan de forma diferente. La orina de los ratones con los brotes de hígado trasplantados mostró los subproductos del metabolismo humano de los medicamentos, otra señal de que los hígados mantenían su origen humano.
En un experimento final, los científicos trasplantaron los nuevos brotes de hígados a ratones con insuficiencia hepática. Los brotes trasplantados mejoraron su supervivencia al compararla con la de los ratones con insuficiencia hepática que se sometieron a cirugías falsas.
A pesar de todas estas señales promisorias, los investigadores afirmaron que iban a continuar estando alerta con respecto a dos riesgos en futuros experimentos: el cáncer y el rechazo del trasplante.
Además del desarrollo en nuevas clases de órganos y tejidos, las células madre también pueden convertirse en tumores, un problema que supone una preocupación constante en el ámbito de la medicina regenerativa.
Y debido a que los órganos crecieron a partir de líneas celulares tomadas de tres seres humanos distintos, podrían ser rechazadas por el sistema inmunitario del portador final. Por esa razón, los investigadores piensan que las personas que reciban estos tipos de órganos desarrollados en el laboratorio podrían seguir necesitando medicamentos contra el rechazo.
Artículo por HealthDay, traducido por Hispanicare
FUENTES: Anthony Atala, M.D., director, Wake Forest Institute of Regenerative Medicine, Winston-Salem, N.C.; Mark Donowitz, M.D., Leboff Professor of Medicine, Johns Hopkins University, Baltimore; press briefing with: Takanori Takebe, professor, regenerative medicine, Yokohama City University Graduate School of Medicine, Yokohama, Kanagawa, Japan; July 3, 2013, Nature, onlineLos hígados de pequeñas dimensiones fueron creados en el laboratorio y trasplantados en ratones, en los que crecieron y empezaron a realizar las mismas funciones que los hígados del tamaño de los humanos, incluyendo el metabolismo de los fármacos y la generación de las proteínas específicas de los hígados.
Aunque los hígados experimentales son muy básicos (no tienen todas las características de los órganos totalmente desarrollados), se considera que es la primera vez que los científicos han hecho crecer un órgano de tres dimensiones en el laboratorio con la sola ayuda de unas células.
Previamente, los científicos habían generado unos órganos sólidos usando células madre insertadas en algún tipo de estructura, o bien el órgano de un donante al que se le ha lavado de todas sus células originarias, o bien alguna clase de material artificial.
Pero un experto señaló que este último enfoque va un paso más allá de este concepto.
"Se trata de una estrategia distinta para crear tejidos y órganos", afirmó el Dr. Anthony Atala, director del Instituto Wake Forest de Medicina Regenerativa, en Winston-Salem, Carolina del Norte.
"El trabajo es muy importante porque permite estudiar cómo se crean los órganos y cómo dan lugar a sistemas más funcionales y complejos", explicó Atala. "Se trata de un buen avance".
Si se sigue estudiando, los investigadores piensan que su técnica algún día podría solucionar la escasez crítica de órganos humanos para el trasplante.
"Ahora mismo estamos evaluando la aplicabilidad para otros órganos, como el páncreas y los riñones, porque tienen un tipo de desarrollo similar al del hígado. Hasta ahora, hemos conseguido unos resultados fascinantes", afirmó en una conferencia de prensa Takanori Takebe, profesor de medicina regenerativa en la Facultad de Posgrados en Medicina de la Universidad de la Ciudad de Yokohama.
Takebe añadió que pensaba que pasarían al menos 10 años antes de que un órgano que haya crecido de esta manera pueda ser trasplantado a una persona.
Para realizar los experimentos, descritos en la edición en línea del 3 de julio de la revista Nature, los investigadores mezclaron tres clases diferentes de células madre, cada una de las cuales se convierte en un tipo de tejido distinto.
Se indujo a unas células madre pluripotentes (que tienen la capacidad de diferenciarse en casi cualquier tipo de célula del cuerpo) a que se convirtieran en el endodermo del hígado, la capa germinal que crea la materia esponjosa del tejido del hígado. Esas células se mezclaron con células madre mesenquimales, que producen el tejido conectivo, y un grupo de células madres que se derivan de la sangre del cordón umbilical humano, que se convierten en el tejido que reviste los vasos sanguíneos.
Mezclar los tipos de células era importante porque imitaba el mismo proceso que se produce durante el desarrollo del feto. Los distintos tipos de células usan señales químicas para comunicarse unas con otras, y construyen así el proceso de formación de los órganos.
"Que yo sepa, no hay ningún otro grupo que haya intentado el método descrito en el artículo", afirmó Takebe con la ayuda de un traductor.
Se trata de algo que otras personas han pasado por alto al intentar desarrollar y hacer crecer líneas celulares puras, esto es, la mezcla de células madre más otros factores que se requerirían para la formación de un órgano, afirmó Takebe.
Después de cuatro a seis días de crecimiento en una placa de Petri, los brotes de hígado, tal y como los llaman los científicos, se trasplantan en los ratones, donde rápidamente forman nuevos vasos sanguíneos que se parecen a las redes de arterias y venas de los hígados adultos. Los hígados experimentales siguen creciendo durante aproximadamente dos meses en los ratones portadores.
El crecimiento de los vasos fue un avance importante, según un experto.
"Ser capaces de conectar los vasos sanguíneos de forma tan linda es un paso crítico hacia adelante", comentó el Dr. Mark Donowitz, profesor Leboff de medicina en la Universidad Johns Hopkins, en Baltimore.
Los investigadores les hicieron pruebas en varias etapas de desarrollo para asegurarse que se estaban formando con normalidad. Después de 10 días, el hígado empezó a producir proteínas hepáticas humanas.
Los científicos llegaron incluso a poner a prueba a los hígados con medicamentos, como el analgésico ketoprofeno, un fármaco que los humanos y los ratones metabolizan de forma diferente. La orina de los ratones con los brotes de hígado trasplantados mostró los subproductos del metabolismo humano de los medicamentos, otra señal de que los hígados mantenían su origen humano.
En un experimento final, los científicos trasplantaron los nuevos brotes de hígados a ratones con insuficiencia hepática. Los brotes trasplantados mejoraron su supervivencia al compararla con la de los ratones con insuficiencia hepática que se sometieron a cirugías falsas.
A pesar de todas estas señales promisorias, los investigadores afirmaron que iban a continuar estando alerta con respecto a dos riesgos en futuros experimentos: el cáncer y el rechazo del trasplante.
Además del desarrollo en nuevas clases de órganos y tejidos, las células madre también pueden convertirse en tumores, un problema que supone una preocupación constante en el ámbito de la medicina regenerativa.
Y debido a que los órganos crecieron a partir de líneas celulares tomadas de tres seres humanos distintos, podrían ser rechazadas por el sistema inmunitario del portador final. Por esa razón, los investigadores piensan que las personas que reciban estos tipos de órganos desarrollados en el laboratorio podrían seguir necesitando medicamentos contra el rechazo.
Artículo por HealthDay, traducido por Hispanicare
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