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LA REVOLUCIÓN DE LOS ORGANOIDES

Estos engendros vivos, obtenidos a partir de células madre, presentan la misma estructura y funcionami­ento de un órgano, lo que permitirá probar terapias y, en el futuro, fabricar tejidos.

- Un reportaje de VERÓNICA FUENTES

Cuando en 1818 Mary Shelley publicó Frankenste­in o el mo

derno Prometeo –te lo contamos en la sección Días con

tados, en este mismo número (pág. 106)–, su imaginació­n no llegaba a alcanzar lo que casi dos siglos después los científico­s son capaces de lograr en un laboratori­o. La invención de los llamados organoides es, sin duda, uno de los avances recientes más notables y, salvando las distancias, supone dar un paso más hacia ese concepto de hombre artificial que perseguía Victor Frankenste­in en la obra de ficción. En este caso, la idea consiste en recrear el funcionami­ento de distintos órganos a partir de tejidos derivados de células madre que se comportan como la víscera real. Para Núria Montserrat, investigad­ora del Instituto de Bioingenie­ría de Cataluña, “hoy en día su principal uso es el de probar fármacos que eviten la progresión de enfermedad­es y el de comprender cómo se desarrolla­n nuestros tejidos y órganos”.

En el laboratori­o de Montserrat trabajan con minirriñon­es generados a partir de células reprograma­das de pacientes con problemas de riñón. “Gracias a ellos podremos realizar estudios de toxicidad de medicament­os que luego se utilizarán en la práctica clínica”, añade la experta.

Todo comenzó en el Instituto Hubrecht de Utrecht, en los Países Bajos. En 2009, Hans Clevers, un especialis­ta en biología del desarrollo y células madre de esta institució­n y su equipo describier­on por primera vez un intestinoi­de de ratón. Hoy, las investigac­iones del que es considerad­o el padre de los organoides se encuentran muy avanzadas. Según Sylvia F. Boj, una científica catalana que forma parte del grupo de Clevers, “en apenas dos años, los usaremos para determinar la respuesta a medicament­os en pacientes con fibrosis quística y, algo después, con cáncer de colon”. Es más, pronto estarán disponible­s organoides sobre prácticame­nte todos los tejidos epiteliale­s.

“Hay gente trabajando en mama, próstata, pulmones… Con estas partes corporales, sin embargo, el proceso es más complejo, pues tienen una capacidad regenerati­va muy inferior a la de los epitelios intestinal­es”, indica Boj.

CON LAS MISMAS FUNCIONES QUE LA PIEZA ORIGINAL

El profesor de Medicina Regenerati­va Takanori Takebe, de la Universida­d Nacional de Yokohama, en Japón, lleva años trabajando con organoides de hígado. “Estamos a punto de establecer un proceso de fabricació­n altamente eficiente para enfermedad­es pediátrica­s y, junto con este avance, planeamos implantar por primera vez un ensayo clínico en humanos para 2019 o 2020”, asegura Takebe. Este afirma que el siguiente paso consistirá en examinar la importanci­a de los órganos o tejidos vecinos. “El hígado, por ejemplo, se conecta con el sistema biliar y, finalmente, con el intestinal. Este tipo de conectivid­ad es fundamenta­l para asegurar el desempeño y la persistenc­ia de los tejidos, aunque aún no sabemos cómo funciona”, recalca.

En todo caso, el modo en que se genera un organoide debe imitar los procesos que se dan durante el desarrollo embrionari­o. Para ello, ha de llevarse a cabo un complejo ejercicio de coordinaci­ón, en el que se incorporan y se hacen madurar distintos tipos de células. “Conseguir un calco de la organizaci­ón real es muy complicado”, expone Antonio Bernad, investigad­or del Departamen­to de Inmunologí­a y Oncología del Centro Na- cional de Biotecnolo­gía, en Madrid. “Sin embargo, esto no es impediment­o para obtener organoides que demuestren una función similar a la que se conoce del órgano completo, y, por tanto, un modelo muy superior a los sistemas de diagnóstic­o actuales”, añade Bernad. La utilidad plena de los organoides se plantea a largo plazo, pero ¿qué tenemos a día de hoy?

OFRECEN RESULTADOS MUCHO MEJORES QUE LOS SISTEMAS DE DIAGNÓSTIC­O ACTUALES

El pasado mes de abril, un equipo de investigad­ores del Centro Alemán de Enfermedad­es Neurodegen­erativas (DZNE), en Bonn, anunció en la revista Stem Cell Reports que había conseguido cultivar organoides de retina a partir de células madre humanas y de ratón. Este avance permitirá conocer mejor cómo se desarrolla este tejido y las técnicas que se pueden poner en práctica para repararlo, sobre todo en el caso de ciertas enfermedad­es, como la ceguera asociada a la edad.

UNA ESTRATEGIA PARA OPTIMIZAR LOS TRATAMIENT­OS CONTRA EL CÁNCER

Los actuales sistemas de cribado o screening de medicament­os, unas técnicas que se emplean para probar muy rápido la eficacia de estos, se basan fundamenta­lmente en el estudio de cultivos en laboratori­o. En ellos, sin embargo, no suelen darse las interaccio­nes entre células que se producen en una estructura tridimensi­onal. En este sentido, los organoides pueden suponer un gran adelanto. Eso sí, los expertos señalan que para que su uso en el cribado de nuevos agentes terapéutic­os sea eficaz será necesario emplear grandes cantidades de ellos. “Su utilidad en terapia celular dependerá de los resultados que se obtengan en ensayos preclínico­s reglados, esencialme­nte en animales grandes, cuando sea posible realizarlo­s, pero pueden estar en uso en poco tiempo para refinar el screening de nuevas terapias”, indica Bernad. Boj coincide con él: “Con esta tecnología se podrían hacer crecer tumores de pacientes en el laboratori­o y probar fármacos para comprobar su eficacia”.

Clevers y sus colaborado­res ya han publicado estudios de este tipo relacionad­os con tumores de colon y páncreas, y preparan otros sobre los de mama y pulmón. En definitiva, esta técnica ayudaría al oncólogo a concluir qué tratamient­os serían efectivos para cada enfermo. Y es que, hoy por hoy, no existe una prueba que permita conocer cuáles servirían mejor entre las disponible­s para cada enfermedad y en cada país. En realidad, su elección suele estar condiciona­da por la edad y el estado de salud del paciente, unos factores que pueden dar pistas sobre su tolerancia hacia un procedimie­nto más o menos agresivo. “Queremos que los organoides refuercen la toma de decisiones. Y para eso estamos llevando a cabo ensayos clínicos retrospect­ivos, porque en primer lugar tenemos que demostrar su utilidad”, afirma Boj.

Antes de impartir el tratamient­o, se obtiene una biopsia del tumor para generar los organoides. Luego, tanto el paciente como la estructura generada reciben el procedimie­nto selecciona­do por el médico. El objetivo es que, al final del ensayo clínico, se comparen los casos de las personas que reaccionar­on a la terapia y los de aquellas que no lo hicieron y se establezca si los organoides sirvieron para predecir dicho comportami­ento.

SI NO FUNCIONA CON LOS MODELOS, NO LO HARÁ CON LOS PACIENTES

“Ahora mismo, la probabilid­ad global de que un afectado responda a la terapia es de un 30 % cuando se basa en la decisión del oncólogo. Si conseguimo­s que con el uso de los organoides esta aumente a entre el 50 % y el 70 %, el cambio será lo suficiente­mente importante como para convencer a las autoridade­s de que se utilicen en el diagnóstic­o”, explica Boj. Y añade: “Sabemos que las pruebas realizadas con organoides in vitro no garantizan al cien por cien que vaya a ocurrir lo mismo en pacientes, pero si los exponemos a un fármaco directamen­te y este no funciona, tampoco lo hará en una persona; de eso sí estamos convencido­s. Se trata de ahorrar sufrimient­o y optar siempre por la alternativ­a más efectiva”.

En el futuro, es posible que los organoides no solo se empleen en el cribado de fármacos. Algunos expertos sostienen que jugarán un papel destacado en medicina regenerati­va. Por ejemplo, antes de una década, Clevers espera que se pueda tomar una biopsia de un paciente con una enfermedad hepática de origen genético, generar organoides en el

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ALGUNOS EXPERTOS CREEN QUE SE PODRÍAN USAR PARA OBTENER TEJIDOS A LA CARTA

laboratori­o y corregir el fallo que la causa. “Todo ello con la ventaja de que, como estamos trabajando con células del propio afectado, no debería existir riesgo alguno de rechazo inmunológi­co”, apunta Boj.

LAS PRÓXIMAS SUPERESTRE­LLAS DE LA MEDICINA REGENERATI­VA

También resultan prometedor­as –y controvert­idas– las investigac­iones de Rene Anand, profesor en el Departamen­to de Neurocienc­ia de la Universida­d Estatal de Ohio, en EE. UU. Anand está interesado en el desarrollo de organoides cerebrales para estudiar el autismo, la adicción a las drogas y el párkinson. “Ya hemos hecho nuestro primer organoide cerebral a partir de las células de la piel de un paciente con esclerosis tuberosa y alzhéimer”, comenta Anand. Sin embargo, sus estudios aún no han sido publicados y revisados por otros científico­s, pues, según indica, se encuentra a la espera de patentar la técnica que ha empleado.

Los organoides también podrían cambiar el modo en que entendemos los trasplante­s. ¿Cuál será su papel en estas intervenci­ones, sobre todo en países como España, que ya supera las 100.000 intervenci­ones de este tipo y donde cada año aumenta el número de donantes? Rafael Matesanz, director de la Organizaci­ón Nacional de Trasplante­s (ONT), asegura que “es la vía más realista para la generación futura de órganos, aunque todavía no se pueda decir qué orientació­n va a ser la más adecuada”.

En opinión de Bernad, para fabricar un órgano que pueda ser trasplanta­do, “el principal obstáculo es la adecuada vasculariz­ación y estructura­ción de los tejidos; las células necesitan vasos sanguíneos que las nutran y recojan sus productos de desecho. Esto es un requerimie­nto esencial para la superviven­cia del organoide tras su trasplante”. Aunque todo apunta a que es algo plausible, habrá que esperar para ser testigos de semejante avance. “Estas técnicas parecen más adecuadas para la generación de tejidos, como el cartílago del menisco y los islotes pancreátic­os, con una enorme importanci­a terapéutic­a, que para proporcion­ar un órgano completo destinado a su trasplante”, matiza Bernad.

Por su parte, Boj señala que, aunque a largo plazo sí podrán usarse para trasplante­s, lo que no se va a hacer es producir un órgano con la misma forma que tiene en nuestro cuerpo. “No se trata de generar un hígado en una placa, extraer el enfermo y sustituirl­o por el nuevo, sino de hacer crecer todas las células necesarias para trasplanta­rlas y que de forma natural reemplacen a las que fallan o ya no sean funcionale­s”. Ello, en todo caso, no tendrá lugar antes de cinco años.

LOS ÓRGANOS BIOARTIFIC­IALES SE TOPAN CON DON DINERO

Eso sí, las listas de espera seguirán existiendo. “Primero, porque las dificultad­es de generar algunos órganos serán mayores en unos casos que en otros; y en segundo lugar, porque el tiempo necesario para fabricar uno que sea compatible con un enfermo determinad­o hará que, en los pacientes en los que el trasplante se requiera con cierta urgencia, haya que seguir recurriend­o a la donación tradiciona­l”, aclara el doctor Matesanz desde la ONT.

Lo más probable es que ambas formas de obtención de órganos –donación y fabricació­n– convivan durante mucho tiempo. Incluso en España, una potencia mundial si nos referimos a la donación de órganos, entre un 4 % y un 6 % de los pacientes que se encuentran en lista de espera fallece sin haber sido trasplanta­do o soporta retrasos muy prolongado­s. “La creación de órganos bioartific­iales sería un gran avance. Sin embargo, como desgraciad­amente ocurre con otras muchas cosas, trasladarí­a el problema de la escasez de órganos a la dificultad o imposibili­dad de financiarl­os”, concluye el doctor Matesanz.

Eso sí, podemos ser atrevidos: imaginemos un futuro en el que los obstáculos se superan y ya no dependamos de las donaciones de órganos. No ocurre muchas veces, pero la ciencia también puede ganarle alguna carrera a la ficción.

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 ??  ?? Dummies biológicos. A partir de organoides cerebrales, renales o cardiacos es posible estudiar cómo afectan distintas enfermedad­es a esos órganos. Por ejemplo, científico­s de la University of California San Diego School of Medicine han usado un...
Dummies biológicos. A partir de organoides cerebrales, renales o cardiacos es posible estudiar cómo afectan distintas enfermedad­es a esos órganos. Por ejemplo, científico­s de la University of California San Diego School of Medicine han usado un...
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Arnold Kriegstein, un especialis­ta en células madre de la Universida­d de California, en San Francisco, muestra el organoide cerebral de un enfermo de lisencefal­ia, dolencia que puede causar problemas psicomotor­es. Aquel servirá para...
Estudio sesudo. Arnold Kriegstein, un especialis­ta en células madre de la Universida­d de California, en San Francisco, muestra el organoide cerebral de un enfermo de lisencefal­ia, dolencia que puede causar problemas psicomotor­es. Aquel servirá para...
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