Por primera vez en la historia se ha conseguido producir in vitro y a partir de células
pluripotentes inducidas (iPS) un fragmento tridimensional y vascularizado de
hígado humano que,
tras ser trasplantado en el cráneo y el abdomen de ratones, realiza funciones propias del órgano completo.
Según los científicos japoneses responsables del estudio en diez años podrán
comenzar las pruebas clínicas en humanos de terapia de trasplantes con
fragmentos de órganos.
Los investigadores, que publican su trabajo en la revista Nature, se inspiraron en el proceso natural de formación del órgano. Durante el desarrollo embrionario las células hepáticas recién diferenciadas forman una masa de tejido que enseguida empieza a vascularizarse, es decir, a formar vasos sanguíneos que llevarán nutrientes a todas las células. Para que esto se produzca son esenciales las interacciones y el intercambio de señales con otros tipos celulares. Imitando este proceso que ocurre de forma natural durante el desarrollo, los científicos produjeron células hepáticas por diferenciación dirigida y luego las cultivaron in vitro junto a células endoteliales y mesenquimales. Gracias a estas interacciones, las células hepáticas se organizaron en estructuras tridimensionales visibles, equiparables a las que se forman en el embrión.
Tras trasplantar este fragmento en ratones, los investigadores observaron que los vasos formados in vitro conectaron con los del huésped y el órgano empezó a crecer y funcionar correctamente. “El fragmento es de cuatro o cinco centímetros, demasiado grande para introducirlo vía circulación sanguínea, y es difícil implantarlo dentro del hígado del huésped. Por eso elegimos otros dos sitios del ratón para el implante: el cráneo y el abdomen”, ha explicado Takanori Takebe.
A los diez días se comenzó a detectar albúmina –una proteína producida por el hígado– en el plasma sanguíneo de los animales trasplantados. Para comprobar definitivamente que el nuevo órgano funcionaba como un hígado humano aunque estuviera en un ratón, se les administraron a los animales ketoprofeno y debrisoquina, dos productos que los ratones y las personas metabolizan de manera diferente. Tanto en la sangre como en la orina del ratón se detectaron sustancias propias del procesamiento humano de ambas sustancias.
Los investigadores, que publican su trabajo en la revista Nature, se inspiraron en el proceso natural de formación del órgano. Durante el desarrollo embrionario las células hepáticas recién diferenciadas forman una masa de tejido que enseguida empieza a vascularizarse, es decir, a formar vasos sanguíneos que llevarán nutrientes a todas las células. Para que esto se produzca son esenciales las interacciones y el intercambio de señales con otros tipos celulares. Imitando este proceso que ocurre de forma natural durante el desarrollo, los científicos produjeron células hepáticas por diferenciación dirigida y luego las cultivaron in vitro junto a células endoteliales y mesenquimales. Gracias a estas interacciones, las células hepáticas se organizaron en estructuras tridimensionales visibles, equiparables a las que se forman en el embrión.
Tras trasplantar este fragmento en ratones, los investigadores observaron que los vasos formados in vitro conectaron con los del huésped y el órgano empezó a crecer y funcionar correctamente. “El fragmento es de cuatro o cinco centímetros, demasiado grande para introducirlo vía circulación sanguínea, y es difícil implantarlo dentro del hígado del huésped. Por eso elegimos otros dos sitios del ratón para el implante: el cráneo y el abdomen”, ha explicado Takanori Takebe.
A los diez días se comenzó a detectar albúmina –una proteína producida por el hígado– en el plasma sanguíneo de los animales trasplantados. Para comprobar definitivamente que el nuevo órgano funcionaba como un hígado humano aunque estuviera en un ratón, se les administraron a los animales ketoprofeno y debrisoquina, dos productos que los ratones y las personas metabolizan de manera diferente. Tanto en la sangre como en la orina del ratón se detectaron sustancias propias del procesamiento humano de ambas sustancias.
“Es muy probable que esta técnica sea aplicable a diferentes órganos
interiores que se desarrollan de forma similar, como el páncreas, los pulmones
o los riñones. El páncreas es un candidato prometedor y ya
estamos obteniendo buenos resultados”, augura Takanori Takebe.
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