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MADRID, 1 Dic. (EUROPA PRESS) -
Un equipo de científicos de la Universidad de Duisburg-Essen (Alemania) ha desarrollado un método sencillo para la fabricación automatizada de organoides pulmonares que podría revolucionar el desarrollo de tratamientos para enfermedades pulmonares. Estos organoides, estructuras en miniatura que contienen las células de los pulmones reales, podrían utilizarse para probar fármacos experimentales en fase inicial de forma más eficaz, sin necesidad de utilizar material animal.
En el futuro, los pacientes podrían incluso disponer de organoides personalizados cultivados a partir de su propio tejido para probar con antelación posibles tratamientos.
"El mejor resultado por ahora, sencillamente, es que funciona", apunta la profesora Diana Klein, de la Universidad de Duisburg-Essen, primera autora del artículo publicado en 'Frontiers in Bioengineering and Biotechnology'. "Esto significa que, en principio, los organoides pulmonares pueden producirse mediante un proceso automatizado. Estas complejas estructuras representan la situación in vivo mejor que las líneas celulares convencionales y, por lo tanto, sirven como un excelente modelo de enfermedad".
"En el siguiente paso, los organoides también podrían utilizarse para probar posibles terapias mediante métodos de alto rendimiento", argumenta Klein. "Esto podría acelerar el desarrollo de medicamentos específicos para cada paciente. Además, los organoides también podrían utilizarse para predecir las reacciones específicas de cada paciente a la radioterapia u otros posibles tratamientos".
Encontrar mejores tratamientos para las enfermedades pulmonares salvaría millones de vidas en todo el mundo. Sin embargo, los pulmones son una estructura compleja, difícil de modelar en el laboratorio para que los tratamientos puedan probarse de forma rápida y eficaz. Los organoides pulmonares son una opción prometedora para la investigación, pero hasta ahora, requerían un trabajo manual demasiado minucioso para su uso en pruebas médicas preclínicas.
"Se toma una célula inicial, en nuestro caso la célula madre, y se multiplica; las células crecen en una placa de plástico adecuada", explica Klein. "Una vez que las células han crecido lo suficiente, se separan de la placa de plástico y se 'animan' para formar pequeños agregados celulares. Para ello, colocamos un cierto número de células en una placa antiadherente. Las células flotan juntas y forman cuerpos embrionarios. Estas estructuras se tratan posteriormente con diversos factores de crecimiento, sustancias que se encuentran típicamente en los pulmones o durante su desarrollo. En presencia de estas sustancias, las células se transforman en diversos tipos celulares presentes en los pulmones".
Los científicos colocaron sus cuerpos embrionarios en un tanque especial con una membrana en agitación continua, que contenía un medio adecuado para el crecimiento de los organoides. También cultivaron manualmente un grupo de control de organoides en una placa de crecimiento convencional. Los organoides permanecieron cuatro semanas en el tanque y fueron analizados mediante microscopía, inmunofluorescencia, inmunohistoquímica y secuenciación de ARN para determinar su desarrollo, las células que se habían formado y su comparabilidad con los organoides cultivados convencionalmente.
El análisis confirmó que ambos conjuntos de organoides habían desarrollado las estructuras pulmonares que representaban las vías respiratorias y los alvéolos, que los científicos buscaban. La secuenciación de ARN mostró que habían desarrollado células pulmonares epiteliales y mesodérmicas características. Ambos conjuntos desarrollaron los mismos tipos de células, aunque en proporciones ligeramente diferentes; por ejemplo, los organoides pulmonares generados manualmente contenían más células alveolares. Los organoides desarrollados en el biorreactor parecían ser más grandes, con menos esferas alveolares.
El hecho de que el biorreactor pueda producir más organoides simultáneamente, con menos trabajo manual, podría ser un punto de inflexión en la investigación de enfermedades pulmonares. Sin embargo, se necesitarán más pruebas para establecer las mejores condiciones para el desarrollo de organoides, y los propios organoides deberán mejorarse para imitar mejor las condiciones reales del cuerpo.
"Los organoides aún no pueden resumir completamente la composición celular pulmonar", incide Klein. "Aún faltan algunas células para el panorama general, como las células inmunitarias infiltrantes y los vasos sanguíneos. No obstante, los organoides mismos muestran estructuras bronquiolares y alveolares muy buenas. Obviamente, no tenemos flujo sanguíneo, lo que significa que las condiciones son bastante estáticas", señala .
Sin embargo, "para una plataforma de cribado orientada al paciente, esto podría no ser necesario si se puede obtener información importante sobre el destino de las células durante un tratamiento determinado. Estos sistemas pueden no ser tan complejos como un organismo completo, pero son de origen humano: tenemos las células que también encontramos en los pacientes", concluye la experta.
