Biotecnología

Hígados humanos en miniatura cultivados en laboratorio trasplantados con éxito en ratas.

Los científicos han trasplantado con éxito hígados funcionales en miniatura en ratas, después de cultivar los órganos de bioingeniería en el laboratorio a partir de células de piel humana reprogramadas.

El experimento, que proporcionó a los animales órganos hepáticos en funcionamiento, podría sentar las bases para futuros tratamientos, aproximadamente 30 millones de personas en los Estados Unidos tienen trastornos hepáticos y alrededor de 40,000 progresarán a una enfermedad hepática en etapa terminal, que es responsable de más de 30,000 muertes en los Estados Unidos cada año

El único tratamiento curativo para la insuficiencia hepática terminal es darle un trasplante de hígado, pero la poca cantidad de donantes, los costos y la necesidad de inmunosupresión de por vida son las principales limitaciones. Una posible respuesta sería la capacidad de crear un nuevo hígado a partir de las células de un paciente en el laboratorio, y luego trasplantar el órgano cultivado en el laboratorio al mismo paciente. 

Si bien aún queda mucho trabajo por hacer antes de que la técnica pueda ayudar directamente a los pacientes humanos, los investigadores dicen que su prueba de concepto puede ayudar a respaldar una alternativa futura a los trasplantes de hígado, que a menudo son procedimientos increíblemente costosos de realizar, además de ser estrictamente limitado por el suministro de donantes.

El objetivo a largo plazo es crear órganos que puedan reemplazar la donación de órganos, pero en el futuro cercano, veo esto como un puente para el trasplante. Por ejemplo, en la insuficiencia hepática aguda, podría necesitar un refuerzo hepático durante un tiempo en lugar de un hígado completamente nuevo.

Para cultivar sus mini hígados, los investigadores tomaron células de piel humana donadas por voluntarios y las volvieron a un estado de células madre, conocidas como ¨células madre pluripotentes inducidas¨, de las cuales se pueden derivar otros tipos de células.

Luego, los investigadores indujeron la diferenciación en las células con la ayuda de hormonas y otras sustancias químicas, lo que provocó que se convirtieran en células hepáticas, los cuales se cultivaron en el laboratorio.

Mientras que normalmente toma dos años para que el hígado de un humano madure desde el momento de su nacimiento, los investigadores pudieron cultivar sus análogos en miniatura en solo unas semanas, sembrando las células cultivadas en un andamio de hígado de rata que había sido despojado de su célula de rata.

Si bien la investigación experimental previa sobre el injerto hepático ha incorporado células de roedores en el andamio, aquí los investigadores utilizaron las células madre humanas para poblar el tejido funcional del hígado, junto con su sistema vascular y la red de conductos biliares.

Cuando se trasplantaron a cinco ratas, los mini hígados parecían ser funcionales. Después de cuatro días, momento en el que los animales fueron sacrificados y disecados, las pruebas revelaron que los hígados bioingeniería secretaban ácidos biliares y urea; Las proteínas del hígado humano en la sangre de los animales eran otra señal de que los órganos estaban funcionando.

No es que los trasplantes funcionen perfectamente. La evidencia de un flujo sanguíneo deficiente en el injerto, además de la trombosis y la isquemia , revela que aún existen serias dificultades para conectar adecuadamente los injertos como estos a la red vascular de un animal.

No obstante, sigue siendo un logro notable. Durante un corto tiempo, cinco ratas vivieron sus vidas con hígados humanos en miniatura, lo cual no es algo que se haya demostrado antes, y podría acercarnos a emplear las mismas técnicas para el beneficio de los pacientes humanos algún día.

¨Creo que es un paso muy importante porque sabemos que se puede hacer un órgano completo que pueda ser funcional a partir de una célula de la piel¨.

Mayor información: Kazuki Takeishi, Alexandra Collin de l’Hortet, Yang Wang, et al. «Assembly and Function of a Bioengineered Human Liver for Transplantation Generated Solely from Induced Pluripotent Stem Cells». Cell Reports , Published: 02 JUNE, 2020.

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