Los órganos cultivados en el laboratorio podrían resolver la crisis de los trasplantes

Los científicos ya pueden cultivar piel en el laboratorio para reemplazar la que ha sido destruida por las quemaduras. Ahora está trabajando en otros órganos.

Los órganos artificiales, cultivados en el laboratorio y trasplantados al cuerpo de alguien, han estado en el horizonte durante varios años. Estos presentan muchos desafíos, pero si los superamos, abrirán la posibilidad para los pacientes que necesitan un nuevo órgano, que ya no tienen que esperar a un donante humano. También ahorrarán dinero en servicios de salud, eliminando los altos costos que se acumulan a lo largo de los años de tratamiento, especialmente para algunas afecciones crónicas.

En 2021, veremos un progreso significativo en la forma en que funcionan los órganos artificiales, mientras que la tecnología utilizada para producirlos los acercará un paso más al uso clínico.

Hasta la fecha, el mayor éxito que hemos tenido en esta área ha sido la producción de epidermis cultivada en laboratorio, la capa más externa de la piel, para reemplazar la que ha sido destruida por las quemaduras. Esto se hace haciendo crecer las células madre de la propia epidermis del paciente (desde un área libre de quemaduras) en el cultivo y luego transfiriendo a su descendencia a una capa delgada de fibrina, que luego se transfiere al área afectada. La nueva epidermis ha estado adherida y funcionando durante décadas, aunque es incapaz de producir pelo o glándulas sebáceas. Esta técnica ha salvado la vida de miles de pacientes quemados y se utiliza en hospitales de todo el mundo.

Pero podemos ir más lejos. En 2017, Michele De Luca y Graziella Pellegrini de la Universidad de Módena en Italia corrigieron el ADN de las células madre extraídas de un niño con epidermólisis ampollosa, una afección crónica que hace que la piel sea propensa a desgarros dolorosos. A través de una combinación de células madre y terapia génica, pudieron injertar una nueva epidermis cultivada in vitro en su cuerpo, curándola de una devastadora enfermedad genética.

Cinco años después de su intervención, la piel del niño sigue siendo normal y se ha solicitado permiso para utilizar la técnica para tratar otras formas de la enfermedad.

En 2020, Karl Koehler y su equipo en el Boston Children’s Hospital lograron usar células madre humanas para aumentar todo el grosor de la piel, en lugar de solo la epidermis. Esto permitirá a otros equipos médicos tratar aquellas enfermedades o lesiones que también afectan a la dermis, la capa interna de la piel. Sin embargo, pasará algún tiempo antes de que veamos esta entrada en la experimentación, ya que primero se necesitará una amplificación clínica.

En 2021, veremos otros órganos agrandados. En mi laboratorio del Instituto Francis Crick, creamos un timo artificial, compuesto enteramente de células madre humanas cultivadas.

El timo es crucial para el desarrollo de células llamadas linfocitos T, que luchan y destruyen agentes infecciosos o células cancerosas. Algunos bebés nacen sin timo, lo que los hace muy vulnerables a las infecciones. Un nuevo órgano proporcionaría un camino hacia una vida normal. El timo también es distinto de todos los órganos porque ayuda a los linfocitos a reconocer y, por lo tanto, a no dañar nuestras propias células sanas. Potencialmente, cualquier paciente de trasplante podría beneficiarse de un aumento del timo artificial de las células madre del donante. Esto restablecería el sistema inmunológico del paciente para que reconociera el órgano donante como si fuera el suyo, eliminando la necesidad de medicamentos inmunosupresores de por vida.

Sin embargo, cultivar un órgano no es fácil. Los técnicos deben asegurarse de que las células madre se transformen en el tipo correcto de células especializadas necesarias para un órgano en particular y que estén en las proporciones y la posición correctas. En 2021, veremos más tecnología necesaria para hacer crecer órganos complejos. Los investigadores de muchos laboratorios están trabajando para mejorar los biorreactores, máquinas que proporcionan las condiciones precisas, como temperatura, humedad, nutrientes, oxígeno y movimiento, necesarias para crear órganos e imitar su función en el cuerpo.

En 2021, los investigadores ampliarán nuestro conocimiento sobre las células madre. En mi laboratorio, por ejemplo, estamos trabajando en un esófago artificial para comprender mejor cómo se comportan estas células a fin de desarrollar la compleja estructura del órgano que asegura su función fisiológica.

La secuenciación de ADN de próxima generación también nos permite descifrar de forma rápida y con extrema precisión qué genes se expresan en un tejido determinado y en qué medida. Esto significa que podemos descubrir exactamente cómo se comparan las partes artificiales del cuerpo con las naturales, lo cual es un tema crucial, especialmente porque queremos que estos nuevos órganos duren toda la vida.

Paola Bonfanti es la líder del grupo del Laboratorio de Biología de Células Madre Epiteliales y Medicina Regenerativa del Instituto Francis Crick

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