Tendencias21

Nuevo tipo de células madre para el desarrollo de órganos de sustitución

Fabricar órganos de sustitución es uno de los sueños de la medicina regenerativa. Para ello, se trabaja con las células madre embrionarias, que pueden generar cualquier tipo de tejido para esos órganos. Un equipo internacional de científicos ha descubierto ahora un tipo de estas células con mejores propiedades para tal fin, pues proliferan y se especializan de manera más eficiente. Por Yaiza Martínez.

Nuevo tipo de células madre para el desarrollo de órganos de sustitución

La fabricación de órganos de sustitución es un objetivo en el que trabajan diversos grupos de investigación del planeta. Su finalidad es conseguir, algún día, que cualquiera que necesite uno de estos órganos pueda tenerlo, sin necesidad de esperar a que un donante se lo ceda.

Sin embargo, como es obvio, alcanzar este objetivo no es tarea sencilla. Para lograrlo, los científicos trabajan con los constructores más básicos de nuestros órganos: las células madre, que son unas células embrionarias que, por diferenciación a lo largo del desarrollo fetal, van generando los diversos tejidos del organismo.

Hasta la fecha, en los estudios científicos, estas células se han usado teniendo en cuenta el momento en que se encontraban, dentro del  desarrollo embrionario. Es decir, que los investigadores las usaban considerando el factor temporal.

Ahora, un equipo de científicos del Salk Institute de La Jolla (California, EEUU), en colaboración, entre otros, con investigadores del Hospital Clínic de Barcelona, la Universidad Católica de Murcia y la Clínica CEMTRO de Madrid, han cambiado este enfoque basado en el tiempo; pues han hallado un tipo de células madre caracterizadas por su ubicación en el embrión (específicas de una zona concreta de este) que son capaces de convertirse en cualquier tipo de tejido y que proliferan en laboratorio mejor que las otras.

Células que se orientan

Bautizadas como “células madre pluripotentes de región selectiva” (rsPSCs, por sus siglas en inglés), las células halladas presentan unas características que hacen posible su producción a gran escala e incluso su alteración genética (editando su ADN celular). Ambas posibilidades son cruciales para las terapias de sustitución celular.

La facilidad con que las rsPSCs proliferan fue comprobada tras aplicarles un cóctel de señales químicas. Estas señales consiguieron que estas células, ubicadas en una placa de laboratorio, se orientaran en el espacio y, en concreto, se identificaran como parte de la región posterior de un embrión de ratón.

A continuación, los científicos insertaron las rsPSCs en regiones parcialmente diseccionadas de embriones de ratón y las tuvieron en cultivo durante 36 horas. Para poder comparar esta nueva metodología con las ya existentes, también insertaron en dichos embriones, por separado, células madre humanas cultivadas con métodos convencionales.

El resultado fue que, mientras estas últimas no se integraron en el embrión, las rsPSCs humanas sí lo hicieron. Además, una vez colocadas en el embrión, iniciaron los procesos de diferenciación que las convertirían en células de los tejidos de las tres capas germinales de un embrión natural: endodermo, mesodermo y ectodermo.

Desarrollar órganos dentro de animales

Según explica Juan Carlos Izpisua Belmonte,  investigador del Instituto Salk y director del estudio  en un comunicado de dicho centro, “las células específicas de zona que hemos descubierto podrían proporcionar ventajas tremendas para el estudio en laboratorio del desarrollo, la evolución y las enfermedades; y además abren vías para la generación de nuevas terapias”.   

Pero los resultados no solo proporcionan una nueva forma de analizar el desarrollo humano temprano, sino que además ofrecen una nueva esperanza para el cultivo de tejidos y órganos humanos en un animal huésped.  

Los investigadores concluyen que, por tanto, “no solo necesitamos considerar el tiempo, sino también las características espaciales de las células madre. Comprender ambos aspectos de la identidad de estas células puede resultar crucial para generar tipos de células maduras y funcionales para la medicina regenerativa ”.

Minirriñones de laboratorio y otros avances

En 2013, Izpisúa Belmonte y sus colaboradores alcanzaron otro hito científico al conseguir  crear estructuras renales tridimensionales en cultivo utilizando células madre humanas, algo que hasta entonces jamás se había logrado.

Para crear estas estructuras renales tridimensionales, los investigadores utilizaron células madre embrionarias y células madre pluripotentes inducidas (iPS) ‎, obtenidas a partir de células humanas de la piel.

Aplicando un protocolo desarrollado por Izpisúa y su equipo, se consiguió convertir dichas células en células progenitoras del sistema de filtración y colección renal, en tan solo cuatro días en cultivo. Una vez logrado esto, las células fueron puestas en cultivo conjuntamente con células de blastema metanéfrico de ratón (una estructura del riñón embrionario).

El resultado fue que los dos tipos de células se ensamblaron formando estructuras tridimensionales similares al riñón embrionario, con un sistema colector exclusivamente formado por células humanas. Con el tiempo, estas células progenitoras humanas recapitularon, en cultivo, los procesos de desarrollo del riñón humano.

Se espera que este otro avance facilite la investigación de enfermedades renales, el descubrimiento de nuevos fármacos y sea un paso más hacia la aplicación de terapias basadas en el uso de células madre.

Otros avances recientes hacia el desarrollo artificial de órganos han sido la primera impresión en 3D de un sistema circulatorio (imprescindible para el crecimiento de grandes tejidos complejos) o un innovador método de ingeniería de tejidos que ha demostrado ser útil para crear cantidades grandes de hueso humano maduro para trasplantes y en órganos vitales, como el hígado y el páncreas.

Referencia bibliográfica:

Jun Wu, Daiji Okamura, Mo Li, Keiichiro Suzuki, Chongyuan Luo, Li Ma, Yupeng He, Zhongwei Li, Chris Benner, Isao Tamura, Marie N. Krause, Joseph R. Nery, Tingting Du, Zhuzhu Zhang, Tomoaki Hishida, Yuta Takahashi, Emi Aizawa, Na Young Kim, Jeronimo Lajara, Pedro Guillen, Josep M. Campistol, Concepcion Rodriguez Esteban, Pablo J. Ross, Alan Saghatelian, Bing Ren, Joseph R. Ecker, Juan Carlos Izpisua Belmonte. An alternative pluripotent state confers interspecies chimaeric competency. Nature (2015). DOI: 10.1038/nature14413.
 

RedacciónT21

Hacer un comentario

RSS Lo último de Tendencias21

  • Una nueva terapia restablece las células a estados más juveniles 12 marzo, 2022
    Una nueva terapia de rejuvenecimiento celular revierte de forma segura los signos del envejecimiento en ratones, abriendo nuevas expectativas para prolongar o mejorar el envejecimiento saludable en seres humanos.
    Redacción T21
  • Los entornos urbanos no le gustan al cerebro 11 marzo, 2022
    Los entornos urbanos se caracterizan por estructuras visuales más rígidas que los ambientes naturales: debido a esto, el cerebro humano no se siente a gusto en la ciudad y logra una mayor relajación y equilibrio al entrar en contacto con las figuras fractales que se encuentran en la naturaleza.
    Pablo Javier Piacente
  • La guerra de Ucrania ya ha llegado al espacio 11 marzo, 2022
    El aislamiento científico de Rusia no solo compromete el futuro de la Estación Espacial Internacional, sino también a las comunicaciones por satélite o el control de la basura espacial. Las consecuencias de la guerra en cuanto a la investigación y la infraestructura espacial aún no pueden vislumbrarse en su totalidad, y podrían ser más peligrosas […]
    Pablo Javier Piacente
  • Descubren más de diez aminoácidos en muestras del asteroide Ryugu 11 marzo, 2022
    Los científicos que han analizado las muestras de un asteroide recogidas a 15 millones de kilómetros de nuestro planeta, indican que estos objetos celestes podrían haber contribuido al surgimiento de la vida en la Tierra.
    N+1/T21
  • El cáncer se propaga por el miedo a la muerte de las células tumorales 11 marzo, 2022
    Una investigación ha descubierto que cuando las células cancerígenas se ven amenazadas de muerte, se reprograman para salvar su vida, migran a otros órganos del cuerpo y extienden el cáncer.
    Eduardo Martínez de la Fe
  • La ciencia española rompe también con la ciencia de la Federación Rusa y Bielorrusia 10 marzo, 2022
    La ciencia española ha decidido suspender las relaciones científicas con las instituciones análogas de la Federación Rusa, como consecuencia de la invasión de Ucrania, siguiendo los pasos del CERN y del CNRS de Francia, entre otras instituciones europeas. Al mismo tiempo, potenciará las relaciones académicas con Ucrania.
    Redacción T21
  • Hay música en la ciencia y ciencia en la música 10 marzo, 2022
    La ciencia y la música no son mundos separados: actúan en conjunto para permitirnos comprender el Universo y sus leyes y, al mismo tiempo, conmovernos con la magia de las creaciones humanas. 
    Pablo Javier Piacente
  • La comunicación con una civilización alienígena representa el mayor desafío de la humanidad 10 marzo, 2022
    La comunicación con una civilización extraterrestre podría ser más problemática de lo pensado hipotéticamente: una cultura alienígena mucho más inteligente, con una tecnología ampliamente superior o con estructuras conceptuales muy diferentes podría suponer un enorme desafío al momento de establecer una relación directa.
    Pablo Javier Piacente
  • Primeros pasos para una red cuántica global en la nube 10 marzo, 2022
    La Estación Espacial Internacional inicia este año un experimento para posibilitar la comunicación cuántica global a través de nodos espaciales que conectan transmisores y receptores cuánticos en tierra, separados entre sí por grandes distancias.
    JPL/T21
  • El cerebro poda los recuerdos antes de archivarlos en la memoria 10 marzo, 2022
    El cerebro codifica los recuerdos en función de la naturaleza de una experiencia y privilegia los asociados a fuertes emociones porque interpreta que están relacionados con nuestra supervivencia. Los poda como si fueran ramas de árboles antes de archivarlos.
    Eduardo Martínez de la Fe