El equipo que dirige el científico Juan Carlos Izpisúa ha dado un paso más hacia la creación de órganos humanos para trasplantes: ha logrado crear ratones con páncreas, ojos y corazón de ratas y ha conseguido que células humanas se integren en embriones de cerdo en etapas tempranas de su desarrollo.
Los resultados de este trabajo se publican en la revista Cell, en un artículo en el que los autores describen los progresos conseguidos en la carrera por integrar células pluripotentes (iPSC) de una especie, capaces de dividirse, especializarse y generar la mayoría de tejidos, en embriones de otra especie animal muy diferente.
Este equipo, en el que hay científicos de la Universidad Católica de Murcia (UCAM), la Clínica Cemtro de Madrid o el Hospital Clínic de Barcelona, lleva años trabajando en este campo y, aunque reconocen que la creación de órganos para trasplantes está en etapas iniciales, destacan que cada vez se dan pasos más importantes.
Primeros pasos de la investigación
Empezaron desarrollando un método fiable capaz de integrar células madre humanas en un embrión animal y generar después las células a partir de las que se forman los órganos en el cuerpo.
Para ello, tal y como publicaron en 2015 en Nature, identificaron las condiciones de cultivo que permitían el crecimiento de un nuevo tipo especial de célula madre, con una gran capacidad de proliferación y que, modificada con una serie de factores de crecimiento, se podía implantar en un embrión de otra especie (embriones de ratón), acoplarse y desarrollar una estructura humana.
El siguiente paso era demostrar que esto era posible en animales superiores, como el cerdo o la vaca, lo que ahora se constata, confirma a Efe Josep Maria Campistol, director general del Clínic, y uno de los autores del trabajo.
Sin embargo, antes de esto y como primer paso, los científicos lograron crear ratones con ojos, páncreas y corazón de rata: mediante la técnica de edición genética CRISPR/Cas9, en el laboratorio desactivaron el gen que produce el páncreas en embriones de ratón y seguidamente insertaron células madre pluripotentes de rata, que contenían el gen para la generación del páncreas, en esos embriones de ratón.
Ratones con páncreas de rata
Después, los implantaron en una hembra de ratón receptora para que continuaran su crecimiento, según una nota de la UCAM.
Los embriones se desarrollaron normalmente, excepto por el hecho de que en cada ratón se formó un páncreas de rata. Este experimento inicial llevó al equipo a generar otros órganos, como ojo y corazón.
Además, sorprendentemente, según los científicos, las células madre pluripotentes de rata fueron capaces de generar una vesícula biliar en el ratón, órgano que no está presente en ratas: “el embrión de ratón fue capaz de desbloquear la ruta, inhibida evolutivamente en la rata, para la formación de la vesícula biliar“, relata Jun Wu, científico del equipo de Izpisúa en el Instituto Salk (California).
Wu apunta que este experimento mostró que el crecimiento de órganos humanos en animales para el trasplante sería posible.
Sin embargo, generar órganos humanos en ratones o ratas no tiene sentido porque los roedores son demasiado pequeños y con una fisiología muy diferente, por lo que se decidió trabajar con cerdos, cuyo tamaño de órganos y tiempos de desarrollo son más parecidos.
Después de generar varios tipos de células madre iPSC, éstas se incorporaron en embriones de cerdo que, posteriormente, fueron implantados en cerdas receptoras. El experimento se detuvo a las cuatro semanas de gestación para evaluar su seguridad y la eficacia de la tecnología, también por cuestiones éticas.
Algunos de los embriones mostraron que las células humanas se habían especializado y convertido en precursores de distintos tejidos, aunque la tasa de éxito y el nivel de contribución de las células humanas en cerdos fue mucho menor que en ratas y ratones.
Estos resultados, obtenidos gracias a los experimentos con 1.500 embriones de cerdo, representan la prueba de concepto de integración de células humanas en una especie animal grande.
Emilio Martínez, catedrático del departamento de Medicina y Cirugía Animal de la UCAM, indica que con la mejora de los protocolos utilizados, la eficiencia del sistema humano-cerdo se incrementará notablemente y “en un breve espacio de tiempo podríamos asistir a la diferenciación de las células iPS humanas en el interior de un órgano porcino previamente desactivado”.
Por su parte, Izpisúa afirma a Efe, vía correo electrónico, que estos hallazgos son “una esperanza para el avance de la ciencia y medicina, proporcionando una oportunidad sin precedentes para indagar en las primeras etapas del desarrollo embrionario y la formación de órganos, así como una nueva vía para el estudio de terapias médicas“.
“Hemos demostrado que esta tecnología permite que un organismo de una especie genere un órgano compuesto por células de otra especie”.
“Esto nos proporciona una herramienta muy potente para estudiar la evolución de las especies, la aparición y el desarrollo de enfermedades, la búsqueda de nuevos fármacos y puede conducir, en última instancia, a la posibilidad de producir órganos humanos para trasplante”, subraya.
Campistol ha coincidido en que, si bien se trata de primeros pasos, estos son esenciales para establecer los cimientos de lo que en un futuro seremos capaces de conseguir: hacer crecer tejidos y órganos en un animal para poder ser trasplantados en humanos.
Ayer, el equipo de Hiromitsu Nakauchi (Universidad de Stanford) publicó un artículo en Nature sobre sus avances en la misma dirección: también realizaron un experimento de desarrollo y trasplante de órganos entre diferentes tipos de especies animales (ratón/rata).
