Científicos logran crear ‘mini-estómagos’ utilizando células madre

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mini-estómagos hechos con células madre

Este tipo de desarrollos podrían ser claves en el entendimiento de las infecciones estomacales y su relación con el cáncer de estómago

Un grupo de investigadores lograron crear «mini-estómagos» tridimensionales a partir de células madre humanas. Los órganos pequeños miden aproximadamente 3 milímetros de diámetro y se pueden utilizar como modelos para las infecciones que a menudo son la antesala de las úlceras pépticas y cáncer de estómago.

«Esto representa el primer modelo in vitro del estómago humano,» dice James Wells, un biólogo de células madre en el Hospital Infantil de Cincinnati y coautor del estudio, que se publicó en Nature hoy. “Realmente se ven como ‘mini-estómagos», comenta Wells.

Cuando los investigadores primero trataron de hacer crecer estos tejidos, lo hicieron utilizando células madre embrionarias (células que se originan a partir de un embrión humano). El proceso de crecimiento, de principio a fin, tomó alrededor de un mes, dice Wells, y el producto final fue un órgano pequeño que contenía tejido del estómago humano hecho de al menos ocho tipos de células diferentes.

Pero antes de que los investigadores pudieran celebrar, tenían que asegurarse de que la técnica podría ser desplegado usando células de personas adultas, un paso crítico para asegurar que la técnica puede ser adaptada a un paciente específico. Funcionó en esas células también. «Estábamos atónitos», dice Wells. «Es realmente increíble que estos tejidos se sometieran a los patrones de crecimiento normales en un plato».

Por lo general, los investigadores estudian las infecciones en los seres humanos mediante la observación de tejidos que ya están infectado. El problema con este enfoque es que el momento en que la infección inicia sigue siendo un misterio. Pero los investigadores de este estudio han sido capaces de ver lo que ocurre cuando las bacterias se encuentra con tejido gástrico «saludable» en una placa de Petri, explica Wells.

La nueva técnica podría un día ayudar a identificar los genes y los patrones de señalización celular que permiten a las bacterias como el Helicobacter pylori – la causa principal de la enfermedad de úlcera péptica – que causan estragos en nuestros tractos gastrointestinales. Los tejidos gástricos también podrían mejorar la forma en que las compañías farmacéuticas ponen a prueba las drogas que tratan las infecciones, dice Wells. Y ya que el cáncer de estómago es la segunda causa principal de muertes relacionadas con el cáncer, la investigación de cómo este tipo de precursores de cáncer desarrollan sus fuerzas, algún día podría ayudar a extender la vida del paciente.

«Estamos planeando diseccionar para saber realmente cómo suceden estas infecciones, y cómo las células del estómago realmente están siendo afectadas negativamente por las bacterias del estómago, y cómo podemos utilizar productos químicos para atenuar o apagar esta respuesta», dice Wells.

Desafortunadamente, Wells y su equipo de investigadores sólo pudieron crecer parte del estómago humano: el extremo inferior, denominado antro, el cual se conecta con el intestino. La parte superior del estómago, que fabrica la mayoría de las enzimas digestivas y ácido gástrico tomará más tiempo.

Esto significa que en este momento, los organoides de ingeniería son más como pequeños antros autónomos, que estómagos humanos completos. No es lo ideal, “ya que las infecciones en el estómago juegan de manera diferente dependiendo de donde empiezan”, dice Wells. Aún así, es un paso en la dirección correcta, y los investigadores están trabajando en la ingeniería del resto de los tejidos del estómago también. Y solo con los tejidos del antro ya hay mucho trabajo para hacer.

Por ejemplo, Wells y su equipo han comenzado a explorar si este tejido podría usarse para parchar las úlceras en los ratones. Las úlceras estomacales son esencialmente defectos en el revestimiento de los órganos; en casos graves, pueden ser «parchados» para evitar el dolor y el sangrado interno. En este momento, parches úlceras implica creciente tejidos gástricos de una muestra extraída durante la biopsia. Esto, dice Wells, puede ser invasivo. Pero crecen los tejidos de las células madre podrían permitir a los investigadores pasar por alto ese paso por completo, ya que podrían comenzar con células tomadas de la sangre de un paciente. «Creo que si nuestras pruebas con animales van bien sin duda podríamos ampliar», dice Wells, «y empezar a parchar las úlceras en los próximos diez años.»

Jason Mills, un biólogo evolutivo de la Universidad de Washington, dice que el estudio es «hermoso» e «innovador». «Se pueden hacer más experimentos y manipular genes individuales en un ratón», dice, «porque es más fácil de hacer esto en un plato en lugar de en un ser vivo en la incubadora». Sin embargo, al no haber células inmunes o sangre en el sistema, él dice – elementos clave en cualquier tipo de infección – no se trata de un modelo perfecto. Y el propio Wells señala que los tejidos que su equipo produce son «inmaduros», lo que significa que su arquitectura y la función no imitan perfectamente la del tejido gástrico adulto. Aún así, los organoides se ven «más como un mini-órgano que cualquier otra cosa que jamás se haya realizado antes», dice Wells.

Este es el «ejemplo perfecto» de la potencia de la utilización de las células madre adultas para el modelado de la enfermedad, dice Melissa Little, un biólogo evolutivo de la Universidad de Queensland, en Australia. Un modelo como éste «aumentará nuestra comprensión de la asociación entre H. pylori y el cáncer gástrico» en los seres humanos, dice la especialista, y añade que “nos podría proporcionar los medios para adaptar los tratamientos a pacientes específicos”.

Los tratamientos individualizados están todavía muy lejanos, sin embargo.  Wells dice que le gustaría que este trabajo se utilizara como un ejemplo del valor de la investigación básica, un tipo de investigación que no siempre es popular entre el público. «Si no tuviéramos un conocimiento básico de la biología del desarrollo, nunca habrían sido posibles estos estudios o habría sido extraordinariamente difícil», dice. «Todo esto, que es un testimonio de la importancia de la investigación básica.»

Artículo originalmente publicado en The Vergetraducido por Jesús Abón, editor general de Technopatas.

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