El aspecto innovador de este estudio es que abre una nueva perspectiva en cuanto a la posibilidad real de imitar órganos en etapas embrionarias de desarrollo.
Crean en laboratorio un corazón embrionario
Pablo Javier Piacente
Pequeños órganos que se cultivan en laboratorio, llamados organoides, han permitido imitar el desarrollo temprano del corazón en un embrión de ratón. En el futuro, los órganos bioartificiales podrán utilizarse para investigación y trasplantes.
Bioingenieros de la Escuela Politécnica Federal de Lausana (EPFL), en Suiza, han concretado un trascendente avance en el campo de los órganos bioartificiales al crear un pequeño corazón embrionario de ratón en laboratorio. De acuerdo a un comunicado, el desarrollo de organoides cardíacos desde un estado embrionario es algo inusual, ya que habitualmente se trabaja con estos pequeños órganos en una fase adulta.
Pensar en órganos desarrollados en laboratorio era hasta hace unos pocos años una idea básicamente de ficción, alejada de la realidad científica. Sin embargo, el desarrollo teórico y tecnológico los ha transformado en algo concreto y palpable: en un futuro cercano, podrán ser utilizados para reemplazar a los órganos de donantes en el campo de la investigación, y posteriormente podrán aplicarse en trasplantes y otras alternativas quirúrgicas.
El avance está relacionado directamente con las células madre y la ingeniería de tejidos, que permiten a los especialistas reproducir el proceso de formación de los órganos como sucede en la naturaleza. Los organoides son diminutos órganos y tejidos que se cultivan en laboratorio, pero que alcanzan condiciones anatómicas y fisiológicas que los hacen efectivos y funcionales, prácticamente al nivel de los órganos reales.
Aunque los organoides todavía no están en condiciones de ser utilizados de forma generalizada para la investigación y la aplicación médica, los avances científicos indican que el cambio está más cerca de lo pensado. Ahora, los investigadores suizos han logrado producir exitosamente un organoide de corazón de ratón desde sus primeras etapas embrionarias. Los resultados de este trabajo fueron publicados en la revista Cell Stem Cell.
Trabajo con células madre
Los científicos emplearon células madre embrionarias de ratón. Si las mismas son expuestas a las condiciones adecuadas, logran autoorganizarse en estructuras que pueden imitar la función de los tejidos, la composición celular y la arquitectura de los órganos reales. Al ser colocadas en un cultivo celular y bajo estrictas especificaciones, las células madre crean una estructura tridimensional denominada gastruloide, que sigue las fases del desarrollo del embrión del ratón.
Como el gastruloide de ratón hacía posible imitar las primeras etapas del desarrollo del corazón embrionario, los especialistas abordaron un enfoque novedoso, ya que habitualmente se realizan cultivos que imitan el funcionamiento de órganos en una fase adulta. Gracias a esta orientación, el estudio suizo puede aportar información de valor sobre interacciones de tejidos o patrones de expresión génica que resultan vitales para comprender la formación de órganos.
Luego de exponer a las células madre a diferentes factores que promueven el crecimiento del corazón, los investigadores comenzaron a ver los primeros resultados alrededor de una semana después del experimento. En ese momento, los gastruloides mostraron signos de desarrollo cardíaco temprano, incluyendo la formación de una especie de red vascular.
Nueva perspectiva
Quizás lo más trascendente es que la estructura resultante produjo un tejido cardíaco latiendo, un pequeño órgano con características similares a un corazón embrionario. Por si esto fuera poco, los científicos comprobaron que algunas áreas registraban sensibilidad a los iones de calcio, al igual que sucede con las células musculares de un corazón real en desarrollo.
El aspecto innovador de este estudio es que abre una nueva perspectiva en cuanto a la posibilidad real de imitar órganos en etapas embrionarias de desarrollo. La gran ventaja de estos organoides embrionarios es que conservan interacciones vitales para comprender la formación primaria de los órganos. Además, las células cardíacas emergentes se forman en un contexto similar al que encuentran en el embrión en el marco de un desarrollo natural.
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Referencia
Capturing Cardiogenesis in Gastruloids. Giuliana Rossi, Nicolas Broguiere, Matthew Miyamoto et al. Cell Stem Cell (2020).DOI:https://doi.org/10.1016/j.stem.2020.10.013
Foto: Estructura 3D del organoide cardíaco. Crédito: Giuliana Rossi (EPFL).
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