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

Aún queda un largo camino por recorrer para lograr la visión de cultivar órganos para su uso en procedimientos de trasplante que salvan vidas. Sin embargo, el trabajo del Prof. Jacob Hanna con células madre está allanando el camino para que esto se convierta en realidad.

Hanna y su equipo en el Departamento de Genética Molecular del Instituto Weizmann de Ciencia encontraron una manera de hacer crecer el tallo humano células en un estado mucho antes de lo que era posible. No solo eso, el Células madre que han creado son mucho más competentes, lo que significa que pueden integrarse de manera más eficiente con su entorno de host. Esto mejora sustancialmente las posibilidades de contraer lo que se llama una quimera de especies cruzadas, lo que permite que las células de una criatura jueguen un papel sustancial 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»), donde pueden convertirse en cualquier tipo de célula en el cuerpo, incluidas otras células madre. Además, los investigadores idearon un protocolo para aumentar significativamente 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, si no órganos, de un animal a otro, incluidos los humanos.

El laboratorio de Hanna fue pionero en 2013, cuando fueron los primeros en inyectar células madre humanas en ratones y demostrar que pueden integrarse con éxito con los embriones en desarrollo de estos últimos. Ocho años después de la primera publicación de este estudio, Hanna y su equipo sintieron que podían dar un paso más al tratar de producir una forma «totalmente» ingenua de células madre aún más antigua para su uso en procedimientos similares. Mientras reflexionaban sobre la idea, Hanna supo que podría ser casi, si no del todo, imposible de lograr. «Nuestra experiencia con la producción de células similares en ratones nos ha enseñado a esperar obstáculos desafiantes en el camino», dice Hanna.

Estas células normalmente sufren de inestabilidad genética y epigenética y, al final, no se diferencian muy bien, que es la clave para un correcto desarrollo embrionario y un requisito previo para su integración en el embrión de 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 pocas fallas en la regulación genética y, lo más importante, la capacidad de diferenciarse perfectamente. Los investigadores también mutaron un gen importante que contribuye a genoma estabilidad, lo que dio como resultado no solo células madre competentes, sino también competitivas, que pueden integrarse bien sin dañar al huésped. “Encontramos una manera de hacer que las células madre humanas sean más competentes y competitivas, aumentando las posibilidades de una transferencia exitosa unas cinco veces en comparación con lo que éramos capaces en el pasado”, concluye Hanna.

Aunque el estudio anterior mostró que las células madre humanas vírgenes pueden diferenciarse en células germinales primordiales, las progenitoras de óvulos o espermatozoides, las células madre totalmente vírgenes producidas en el presente estudio también pueden diferenciarse en tejidos extraembrionarios, la placenta y las células del saco vitelino que sostienen el embrión en desarrollo. Estas células podrían usarse, por ejemplo, como fuente para el desarrollo de embriones sintéticos sin la necesidad de óvulos de donantes. «Alcanzar este estado con células madre de ratón es particularmente difícil de lograr», explica Hanna, señalando que «las células humanas son aparentemente diferentes».

Este es quizás el hallazgo más sorprendente que han hecho 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 aún queda por hacer para convertir el sueño de desarrollar órganos «hechos a medida» en una realidad del mundo real.

Según Hanna, comprender estas diferencias será fundamental para superar una gran cantidad de problemas que aún enfrentan el campo de la investigación y la aplicación de células madre: «Si en el futuro queremos cultivar un páncreas en cerdos para trasplantes humanos, por ejemplo, lo haremos Hay que tener en cuenta estas enormes diferencias evolutivas entre las especies, empezando por las ratas y los humanos ”. Por ahora, parece que Hanna y su equipo han dado un salto constructivo en esa dirección.