Mini¨®rganos humanos creados con c¨¦lulas fetales permiten tratar enfermedades antes de nacer

Unas bolitas de tejido m¨¢s peque?as que la cabeza de un alfiler son los primeros mini¨®rganos fetales humanos obtenidos sin causar da?o alguno al futuro beb¨¦ ni a su madre. Estas copias tridimensionales del intestino, los ri?ones y los pulmones del gestante abren la posibilidad de diagnosticar y tratar enfermedades cong¨¦nitas antes del nacimiento y estudiar etapas del desarrollo humano dif¨ªciles de acceder con otras t¨¦cnicas.

¡°Hasta ahora, no hab¨ªa forma de crear organoides en embarazos activos, solo si hab¨ªa un aborto¡±, explica Mattia Gerli, biotecn¨®logo del University College de Londres y primer autor de un estudio en el que han participado 27 cient¨ªficos y m¨¦dicos de Reino Unido, Italia y B¨¦lgica, y que se publica hoy en Nature Medicine.

Los organoides fueron inventados a finales de la d¨¦cada pasada. Comienzan siendo una sola c¨¦lula madre microsc¨®pica que se multiplica sobre una placa de cultivo de laboratorio hasta formar miniaturas de intestinos, corazones, cerebros... Uno de sus usos experimentales m¨¢s prometedores es reproducir los ¨®rganos de un paciente para elegir el tratamiento m¨¢s adecuado con su perfil gen¨¦tico y el de su enfermedad, especialmente si se trata de c¨¢ncer. Hasta ahora se hab¨ªan fabricado mini¨®rganos a partir de c¨¦lulas madre extra¨ªdas de embriones no viables o de c¨¦lulas adultas reprogramadas; pero nunca antes de fetos vivos que se est¨¢n desarrollando dentro del ¨²tero.

El equipo de Gerli lo ha conseguido usando el l¨ªquido amni¨®tico que envuelve al feto dentro del vientre de la madre. Han analizado muestras de este fluido de 12 mujeres embarazadas que se sometieron a amniocentesis, una t¨¦cnica de diagn¨®stico prenatal. El an¨¢lisis molecular de este l¨ªquido ha permitido identificar c¨¦lulas madre epiteliales que se hab¨ªan desprendido del feto y que son las encargadas de formar diferentes ¨®rganos. Cultivadas en el laboratorio, cada una de esas c¨¦lulas comenz¨® a multiplicarse y crecer hasta formar minirri?ones, minintestinos y minipulmones funcionales de hasta un mil¨ªmetro de di¨¢metro. Todo el proceso tarda apenas cuatro semanas. El resultado son esas peque?as bolitas que emulan en tiempo real los ¨®rganos en crecimiento del futuro reci¨¦n nacido.

Los investigadores han demostrado el potencial de esta t¨¦cnica generando minipulmones de beb¨¦s con hernia diafragm¨¢tica cr¨®nica. Esta dolencia poco frecuente provoca que los intestinos y el h¨ªgado se agolpen sobre los pulmones e impidan el desarrollo del feto. Los investigadores han demostrado que estas r¨¦plicas reproducen los rasgos moleculares de la enfermedad. La idea es usarlos como herramienta de diagn¨®stico antes de que sea demasiado tarde para operar al feto y elegir el mejor tratamiento farmacol¨®gico entre los disponibles.

¡°Esperamos que nuestro trabajo abra nuevas posibilidades en medicina prenatal¡±, resalta Gerli. El investigador asegura que las t¨¦cnicas para crear estos ¨®rganos no son complejas ni caras, y aboga por la creaci¨®n de bancos de c¨¦lulas madre de l¨ªquido amni¨®tico, ya que cada a?o miles de madres se someten a esta t¨¦cnica diagn¨®stica.

En octubre, otro equipo israel¨ª public¨® un estudio preliminar en el que tambi¨¦n generaban minirri?ones y minipulmones a partir de c¨¦lulas madre del l¨ªquido amni¨®tico y los aplicaban al estudio de dos enfermedades cong¨¦nitas potencialmente mortales. El equipo resaltaba que ocho de cada diez defectos de nacimiento no tienen causa conocida. Los mini¨®rganos modelados a partir de l¨ªquido amni¨®tico pueden ayudar a cambiar esa terrible estad¨ªstica. Adem¨¢s, a?aden, estos organoides pueden ser una potente herramienta para estudiar los efectos de compuestos t¨®xicos presentes en el medio ambiente en el desarrollo humano.

Los diminutos ¨®rganos creados por este equipo reproducen el estado de los ¨®rganos del gestante entre los cuatro y los ocho meses y medio de embarazo. Esto abre la posibilidad sin precedentes de estudiar el desarrollo en etapas muy avanzadas sin poner en riesgo la salud del futuro beb¨¦ ni de la madre.

La bi¨®loga Nuria Montserrat, investigadora del Instituto de Bioingenier¨ªa de Catalu?a, resalta la importancia del trabajo. ¡°Ha abierto un campo nuevo al usar un nuevo tipo de c¨¦lulas para crear organoides¡±, destaca. Los organoides permiten hacer experimentos r¨¢pidos y dif¨ªciles por otros medios, como ver la entrada del coronavirus en c¨¦lulas humanas. Recientemente tambi¨¦n han hecho posible la identificaci¨®n de las c¨¦lulas responsables de las met¨¢stasis en el c¨¢ncer de colon. ¡°Ya no suena tan raro usar organoides en investigaci¨®n y medicina¡±, resume Montserrat, que coordina la plataforma de Biomodelos y Biobancos, que en 2022 gener¨® m¨¢s de un mill¨®n de muestras. ¡°De cara al futuro es muy interesante la creaci¨®n de biobancos de l¨ªquido amni¨®tico para tratamientos de medicina de precisi¨®n en enfermedades raras y cong¨¦nitas¡±, aunque ¡°en el caso de los minirri?ones, no son tan complejos como los generados con t¨¦cnicas previas¡±, a?ade.

La bi¨®loga espa?ola Marta Shahbazi dirige su propio grupo de investigaci¨®n sobre el desarrollo embrionario humano en el Laboratorio de Biolog¨ªa Molecular de Cambridge (Reino Unido). La cient¨ªfica valora que este estudio d¨¦ un paso para llevar la medicina personalizada a antes del nacimiento.

La amniocentesis se suele realizar entre las semanas 14 y 22 del embarazo y requiere usar una aguja larga que atraviesa el abdomen y llega hasta el ¨²tero materno. Aunque la t¨¦cnica est¨¢ muy perfeccionada, el riesgo de perder el beb¨¦ es de hasta uno de cada 100 embarazos. Por eso solo se usa como m¨¦todo de confirmaci¨®n ante posibles malformaciones o trastornos gen¨¦ticos previamente detectados con pruebas no invasivas. Una vez analizado el l¨ªquido amni¨®tico, este se suele tirar. Shahbazi resalta que este estudio es ¡°muy valioso¡±, porque recupera ese material biol¨®gico tan valioso y explora su potencial m¨¦dico sin que la madre tenga que pasar por pruebas adicionales.

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