Crean miniórganos a partir de células fetales para estudiar malformaciones

Un equipo multidisciplinar de investigadores ha conseguido cultivar diversos tipos de organoides a partir de células que se encontraban en el líquido amniótico, un avance que según los autores del trabajo podría contribuir a una mejor comprensión de las últimas etapas del desarrollo del feto durante el embarazo y facilitar la prevención y el tratamiento de malformaciones congénitas. Los hallazgos se han publicado en Nature Medicine.

Los organoides se crearon a partir de células de pulmón, riñón e intestino recuperadas del líquido amniótico que rodea y protege al feto en el útero. Es la primera vez que se producen organoides de este tipo a partir de células no tratadas presentes en el líquido, abriendo una vía sin precedentes a conocimientos sobre las causas y la progresión de malformaciones, que afectan al 3-6% de los bebés a nivel mundial.

El Dr. Mattia Gerli, investigador de células madre en la University College London (UCL), ha explicado que los organoides fetales, que miden menos de un milímetro de ancho, permitirían a los científicos estudiar el desarrollo fetal en el útero “tanto en condiciones de salud, como de enfermedad”, algo que hasta ahora no había sido posible. Dado que los organoides pueden crearse meses antes del nacimiento del bebé, los científicos creen que podrían propiciar intervenciones más personalizadas al ayudar a los médicos a diagnosticar defectos y determinar la mejor manera de tratarlos.

Detectar y actuar ante malformaciones congénitas antes del nacimiento

Los organoides son pequeños conglomerados de células que imitan las características y funciones de tejidos y órganos más grandes y que los científicos utilizan para estudiar cómo crecen y envejecen los órganos, cómo progresan las enfermedades y si los medicamentos pueden revertir algún daño que hayan sufrido.

En el artículo publicado en Nature Medicine, Gerli y el Prof. Paolo de Coppi, cirujano fetal en el Great Ormond Street Institute of Child Health, describen cómo analizaron el líquido amniótico procedente de 12 mujeres embarazadas como parte de sus pruebas diagnósticas de rutina. La mayoría de las células en el líquido amniótico estaban muertas, pero una pequeña fracción resultó ser células madre para la formación de los pulmones, riñones e intestinos del bebé. Los investigadores descubrieron que podían cultivar estos en organoides tridimensionales inyectándolos en gotas de gel.

Para explorar cómo podrían utilizarse los organoides, el equipo creó organoides pulmonares a partir de células de bebés no nacidos con una condición llamada hernia diafragmática congénita, o HDC. Los bebés con HDC tienen un orificio en el diafragma, el músculo en forma de cúpula bajo los pulmones que impulsa la respiración. El orificio permite que los órganos en el abdomen empujen hacia arriba en los pulmones e impidan su crecimiento.

La comparación de organoides de bebés con HDC antes y después del tratamiento mostró diferencias sustanciales en su desarrollo, señalando un claro beneficio del tratamiento. “Esta es la primera vez que hemos podido hacer una evaluación funcional de una condición congénita de un niño antes del nacimiento”, ha destacado De Coppi.

Este mismo enfoque podría ayudar a investigar otras condiciones congénitas como la fibrosis quística, que provoca la acumulación de moco en los pulmones, y malformaciones en los riñones y el intestino. Además, los medicamentos que ayudan a aliviar los trastornos congénitos podrían probarse en los organoides antes de administrárselos a los bebés, dijo De Coppi.

Iván Fernández Vega, profesor titular de universidad vinculado al Hospital Universitario Central de Asturias, director científico del Biobanco del Principado de Asturias (BioPA) y coordinador del Hub de Organoides de la Plataforma Nacional de Biobancos y Biomodelos del ISCIII, que no ha participado en el estudio, lo considera muy interesante desde el punto de vista científico y social, según ha declarado a SMC España: “En investigación prenatal, la creación de organoides fetales se había realizado a partir de tejidos fetales recolectados post mortem a través de biobancos y bajo restricciones ético-legales que pueden obstaculizar la investigación. En este artículo se describe una técnica de derivación de organoides epiteliales fetales de diferentes tejidos a partir de fluidos fetales que componen el líquido amniótico, mediante muestreo mínimamente invasivo”. 

“Se describe cómo los organoides de intestino delgado, túbulos renales y pulmones son expandibles y pueden madurar funcionalmente con un gran potencial para la medicina regenerativa y la modelización personalizada de enfermedades. Este avance permitiría realizar el estudio en embarazos en curso, pudiendo brindar en el futuro soluciones ad hoc, con análisis en tiempo real durante la gestación, lo que potencialmente podría conducir a tratamientos más personalizados y efectivos”, concluye el experto.