Un nuevo estudio nos acerca al cultivo de órganos humanos para trasplantes

La realización de la visión de cultivar órganos para su uso en procedimientos vitales de trasplante está todavía muy lejos. Sin embargo, el trabajo del profesor Jacob Hanna sobre las células madre allana el camino para que esto se convierta en realidad.

Hanna y su equipo del Departamento de Genética Molecular del Instituto de Ciencia Weizmann han encontrado una forma de cultivar cepas humanas. células en un estado mucho más temprano de lo que era posible anteriormente. No solo eso, el Células madre que crearon son mucho más competentes, lo que significa que pueden integrarse de forma más eficaz en su entorno de acogida. Esto mejora drásticamente las posibilidades de obtener lo que se llama una quimera interespecies, lo que permite que las células de una criatura jueguen un papel importante en el desarrollo de otra.

Los hallazgos publicados recientemente demuestran que se pueden crear células humanas muy tempranas y luego integrarse con éxito en ratones, debido a su estado indiferenciado (o «ingenuo»), en el que pueden convertirse en cualquier tipo de célula en ratones. células. Además, los investigadores diseñaron un protocolo para aumentar drásticamente la eficiencia (o competencia) con la que estas células pueden integrarse. Mejorar nuestra capacidad para crear y estudiar este tipo de células podría usarse en el futuro para transferir células, o incluso órganos, de un animal a otro, incluidos los humanos.

El laboratorio de Hanna abrió nuevos caminos en 2013 cuando fueron los primeros en inyectar células madre humanas en ratones y demostrar que pueden integrarse con éxito en embriones de ratones en desarrollo. Ocho años después de la primera publicación del estudio, Hanna y su equipo sintieron que podían dar un paso más al intentar producir una forma de células madre incluso anterior y «totalmente» ingenua para su uso en procedimientos similares. Mientras reflexionaban sobre la idea, Hanna sabía que podría ser casi, si no completamente, imposible de lograr. “Nuestra experiencia en la producción de células similares en ratones nos ha enseñado a esperar obstáculos difíciles en el camino”, explica Hanna.

Estas células normalmente sufren de inestabilidad genética y epigenética y, en última instancia, no se diferencian demasiado bien, que es la clave para un buen desarrollo embrionario y un requisito previo para su integración en el embrión de un ser humano u otro animal. De hecho, solo alrededor del 1 al 3 por ciento de las células que se han transferido entre especies logran integrarse y contribuir al desarrollo.

Para aumentar esos números, los investigadores del nuevo estudio inhibieron dos vías de señalización adicionales para producir células madre humanas ingenuas con un genoma estable, relativamente pocos problemas con la regulación genética y, lo más importante, la capacidad de diferenciarse perfectamente. Los investigadores también han mutado un gen importante que contribuye a genoma estabilidad, lo que ha dado como resultado no solo células madre competentes sino también competitivas que pueden integrarse bien sin causar daño al huésped. “Hemos encontrado una manera de hacer que las células madre humanas sean más competentes y competitivas, al aumentar cinco veces las posibilidades de una transferencia exitosa en comparación con lo que podíamos hacer en el pasado”, concluye Hanna.

Si bien el estudio anterior mostró que las células madre humanas ingenuas pueden diferenciarse en células germinales primordiales, las progenitoras de óvulos o espermatozoides, las células madre completamente ingenuas producidas en el presente estudio también pueden diferenciarse en tejidos extraembrionarios, la placenta y las células del saco vitelino. que apoyan al embrión en desarrollo. Tales células podrían usarse, por ejemplo, como fuente para desarrollar embriones sintéticos sin la necesidad de óvulos de donantes. “Alcanzar este estado con células madre de ratón es particularmente difícil de lograr”, dice Hanna, señalando que “las células humanas son aparentemente diferentes”.

Este es quizás el descubrimiento más sorprendente realizado por los investigadores, que destaca las diferencias entre el comportamiento de las células madre humanas y de ratón, y entre los diferentes estados de las células vírgenes. Estas diferencias exponen el trabajo que queda por hacer para hacer realidad el sueño de desarrollar órganos “hechos a medida”.

Comprender estas diferencias, dice Hanna, será crucial para superar la gran cantidad de desafíos que aún enfrenta el campo de la investigación y la aplicación de células madre: lidiar con estas enormes diferencias evolutivas entre especies, comenzando por ellas: ratones y humanos. Por ahora, parece que Hanna y su equipo han dado un paso constructivo en esa dirección.