Los organoides, tejidos en miniatura siguen ganando precisión. Investigadores norteamericanos han logrado desarrollar organoides renales, cultivados a partir de células madre que imitan algunos aspectos del tejido renal, más fieles a su desarrollo natural y más reproducibles, un avance que promete mejorar el estudio de enfermedades y el diseño de futuras terapias
Los organoides, descritos como tejidos en miniatura cultivados a partir de células madre, pueden reproducir aspectos del desarrollo de los órganos, pero, por lo general, carecen de una organización espacial fiable. Partiendo de ello, científicos de la Facultad de Medicina Keck de la Universidad del Sur de California (USC) (EEUU) han logrado combinar un hallazgo biológico con una proeza de ingeniería para crear organoides renales cultivados en laboratorio, fieles y reproducibles, a partir de células madre, en este caso, asociados al tejido renal.
Como exponen en su trabajo publicado en la revista ‘Science’, al mapear el riñón humano en desarrollo, identificaron un eje de desarrollo previamente desconocido que ayuda a organizar las unidades de filtración del riñón, o nefronas. Posteriormente, diseñaron células «organizadoras sintéticas» para recrear aspectos de este entorno de desarrollo en los organoides.
«Es necesario empezar a obtener una buena reproducibilidad de los modelos de organoides, lo que puede conducir a modelos preclínicos robustos de la función celular y la enfermedad en beneficio de los pacientes», indicó, al respecto, el coautor correspondiente del artículo, Nils Lindström, profesor asistente de biología de células madre y medicina regenerativa en la Facultad de Medicina Keck de la USC.
Durante la última década, la investigación con organoides se ha basado en la capacidad de las células para autoorganizarse en estructuras similares a tejidos, a menudo en respuesta a la adición de sustancias químicas y proteínas que actúan de forma generalizada en todo el organoide.
«Con nuestro enfoque, intentamos controlar la autoorganización y trabajar con ella en lugar de intentar anularla por completo», indicó el coautor correspondiente Leonardo Morsut, profesor asociado de biología de células madre y medicina regenerativa, e ingeniería biomédica en la Facultad de Medicina Keck y la Facultad de Ingeniería Viterbi de la USC. «El organizador sintético es simplemente un pequeño grupo de células que no construyen nada por sí mismas pero producen un campo potente que alinea las células madre y les da una dirección», agregó el prof. Morsut.
Y es que, en contraste, el organizador sintético actúa como una fuente localizada y específica que secreta cantidades controlables de proteínas Wnt específicas dentro del propio organoide. Estas son señales clave que ayudan a dar forma al riñón en desarrollo. Esto crea un entorno de señalización mucho más similar al de un riñón en desarrollo natural y proporciona a los investigadores una forma de controlar dónde y cómo se forman las estructuras renales.
El equipo también identificó un eje previamente desconocido, una dirección a lo largo de la cual se organiza el riñón en desarrollo. Los biólogos del desarrollo conocen desde hace tiempo el clásico «eje proximal-distal» de la nefrona, que va desde su extremo de filtración sanguínea hasta su extremo de drenaje de orina. El nuevo eje se define, en cambio, por la proximidad de cada parte de la nefrona al conducto colector, el sistema de tubos que drena la orina y libera señales Wnt durante el desarrollo. Estas señales le indican a la nefrona qué forma debe adoptar y hacia dónde debe orientarse.
«El estudio demuestra que existe un eje desconocido que determina la apariencia y la formación de una nefrona», según explicó Lindström. «La mayoría de los organoides renales contienen únicamente nefronas y carecen del conducto colector que suministra esta señal Wnt local, por lo que no poseen dicho eje y se organizan con una simetría radial».
Al mapear cómo responden las células renales a la señal Wnt en ubicaciones específicas del riñón en desarrollo, el equipo recreó ese entorno en organoides con el organizador sintético, produciendo estructuras que son a la vez más fieles al desarrollo y más reproducibles. En definitiva, este estudio representa un paso hacia una comprensión más eficaz de la organización tisular y la recreación sintética de órganos.
Fuente: www.immedicohospitalario.es