Un equipo de investigadores chinos logró crear riñones humanizados que contienen una combinación de células humanas y porcinas en cerdos y se trata de la primera vez que se consigue cultivar un órgano sólido en otra especie, una vía de investigación que se abrió el siglo pasado como alternativa a los trasplantes convencionales.
Los científicos del Instituto de Biomedicina y Salud de Guangzhou, en China, crearon embriones quiméricos que contienen una combinación de células humanas y porcinas que, cuando se transfirieron a madres sustitutas porcinas, los riñones humanizados en desarrollo presentaban una estructura y formación de túbulos normales al cabo de 28 días, según los resultados del experimento que se publicaron en la revista Cell Stem Cell’.
El equipo creó un ‘nicho’ en el embrión de cerdo mediante la deleción CRISPR de dos genes de los que depende la formación del riñón, de modo que las células humanas no tuvieran que competir con las células porcinas, para lo que emplearon células pluripotentes humanas preparadas específicamente y cultivaron los embriones antes de su implantación en medios de cultivo especiales.
Es la primera vez que los científicos logran cultivar un órgano sólido humanizado dentro de otra especie, aunque estudios anteriores habían utilizado métodos similares para generar tejidos humanos como sangre o músculo esquelético en cerdos.
¿Por qué cultivar riñones?
Los investigadores se centraron en los riñones porque son de los primeros órganos en desarrollarse y también el órgano más trasplantado en medicina humana. En este estudio, los especialistas crearon un nicho sólo para un subconjunto de células, lo que significa que los riñones tenían células vasculares derivadas de cerdos, y esto podría provocar el rechazo del órgano si se utilizaran en un escenario de trasplante.
“Los órganos de rata se han producido en ratones, y los de ratón en ratas, pero los intentos anteriores de cultivar órganos humanos en cerdos no han tenido éxito” reveló Liangxue, de los Institutos de Biomedicina y Salud de Guangzhou, Academia China de Ciencias y la Universidad de Wuyi, coautor del estudio. Asimismo, añadió: “Nuestro método mejora la integración de células humanas en tejidos receptores y nos permite cultivar órganos humanos en cerdos”.
En total, los investigadores transfirieron 1.820 embriones a 13 madres cerdas de alquiler. Al cabo de 25 ó 28 días, interrumpieron la gestación, lo que conllevó el sacrificio del animal, y extrajeron los embriones para evaluar si las quimeras habían logrado producir riñones humanizados.
Los investigadores recogieron cinco embriones quiméricos para analizarlos (dos a los 25 días y tres a los 28 días de la implantación) y comprobaron que tenían riñones estructuralmente normales para su fase de desarrollo y estaban compuestos por un 50-60% de células humanas. A los 25-28 días, los riñones estaban en la fase de mesonefros (la segunda fase del desarrollo renal) y habían formado túbulos y brotes de células que acabarían convirtiéndose en uréteres que conectaban el riñón con la vejiga.
Células humanas solo en los riñones de la cerda
El equipo también investigó si había células humanas en otros tejidos de los embriones, lo que podría tener implicaciones éticas, sobre todo si se encontraban abundantes células humanas en tejidos neurales o de la línea germinal y los cerdos llegaban a término, pero descartaron tal posibilidad demostrando que las células humanas se localizaban sobre todo en los riñones, mientras que el resto del embrión estaba compuesto por células porcinas.
“Descubrimos que si se crea un nicho en el embrión porcino, las células humanas van a parar de forma natural a esos espacios”, explicó el autor principal, Zhen Dai, del Instituto de Biomedicina y Salud de Guangzhou, a la vez que dijo: “Vimos muy pocas células neuronales humanas en el cerebro y la médula espinal y ninguna célula humana en la cresta genital, lo que indica que las células madre pluripotentes humanas no se diferenciaron en células germinales”.
Ahora que optimizaron las condiciones para cultivar riñones humanizados en quimeras humano-cerdo, el equipo quiere permitir que los riñones se desarrollen durante más tiempo. También están trabajando para generar otros órganos humanos en cerdos, como el corazón y el páncreas.
El objetivo a largo plazo es optimizar esta tecnología para el trasplante de órganos humanos, pero los investigadores reconocen que el trabajo será complejo y podría llevar muchos años. Cultivar un órgano humanizado plenamente funcional en un cerdo requeriría algunos pasos adicionales porque los órganos se componen de múltiples tipos de células y tejidos.