MADRID 11 Nov. (EUROPA PRESS) -
Los bioingenieros de la Escuela Politécnica Federal de Lausana (EPFL), en Suiza, han utilizado organoides (pequeños órganos cultivados en laboratorio) para imitar el desarrollo temprano del corazón en el embrión de ratón, en lo que constituye un paso más hacia futuros órganos bioartificiales para investigación y trasplantes, según publican en la revista 'Cell Stem Cell'.
Hubo un tiempo en que la idea de desarrollar órganos en el laboratorio era materia de ciencia ficción. Hoy en día, la biología de células madre y la ingeniería de tejidos están convirtiendo la ficción en realidad con la llegada de los organoides: pequeños tejidos y órganos cultivados en laboratorio que son anatómicamente correctos y fisiológicamente funcionales que en un futuro podrían proporcionar una producción bajo demanda de tejidos y mini órganos para la investigación.
La EPFL ha estado involucrada en el desarrollo de organoides desde hace tiempo, con el laboratorio de Matthias Lütolf en la Facultad de Ciencias de la Vida a la cabeza. Solo este año, el grupo de Lütolf ha publicado artículos sobre la estandarización del crecimiento de organoides, la impresión de organoides en 3D y la producción de un mini intestino funcional a base de organoides, un artículo innovador de Nature que está liderando el camino en este campo.
Ahora, el laboratorio de Lütolf ha producido con éxito un organoide de corazón de ratón en sus primeras etapas embrionarias. El proyecto fue dirigido por Giuliana Rossi, investigadora postdoctoral del laboratorio de Lütolf.
Los investigadores cultivaron sus organoides a partir de células madre embrionarias de ratones, que, en las condiciones adecuadas, pueden autoorganizarse en estructuras que "imitan los aspectos de la arquitectura, la composición celular y la función de los tejidos que se encuentran en los órganos reales", como lo expresan los investigadores en el documento. Colocadas en el cultivo celular bajo condiciones específicas, las células madre embrionarias forman un agregado tridimensional llamado "gastruloide", que puede seguir las etapas de desarrollo del embrión de ratón.
La idea detrás de este estudio fue que el gastruloide de ratón se puede utilizar para imitar las primeras etapas del desarrollo del corazón en el embrión. Este es un uso bastante inexplorado de los organoides, que generalmente se cultivan para imitar tejidos y órganos adultos.
Pero hay tres características de los gastruloides de ratón que los convierten en una plantilla adecuada para imitar el desarrollo embrionario: establecen un plan corporal como los embriones reales y muestran patrones de expresión génica similares. Y cuando se trata del corazón, que es el primer órgano que se forma y funciona en el embrión, el gastruloide del ratón también conserva importantes interacciones tejido-tejido que son necesarias para desarrollar uno.
Armados con esto, los investigadores expusieron las células madre embrionarias de ratón a un "cóctel" de tres factores conocidos por promover el crecimiento del corazón. Después de 168 horas, los gastruloides resultantes mostraron signos de desarrollo cardíaco temprano: expresaron varios genes que regulan el desarrollo cardiovascular en el embrión, e incluso generaron lo que se asemeja a una red vascular.
Pero lo que es más importante, los investigadores encontraron que los gastruloides desarrollaron lo que ellos llaman un "dominio en forma de media luna cardíaca anterior". Esta estructura produjo un tejido cardíaco latiendo, similar al corazón embrionario. Y al igual que las células musculares del corazón embrionario, el compartimento de los latidos también era sensible a los iones de calcio.
Al abrir una dimensión completamente nueva a los organoides, el trabajo innovador muestra que también se pueden usar para imitar etapas embrionarias de desarrollo.
"Una de las ventajas de los organoides embrionarios es que, a través del desarrollo conjunto de múltiples tejidos, conservan interacciones cruciales que son necesarias para la organogénesis embrionaria --dice Giuliana Rossi--. Las células cardíacas emergentes quedan así expuestas a un contexto similar al que encuentran en el embrión".
