Notícia

Noticia Space

Los investigadores desarrollan una técnica para producir hígados trasplantables en el laboratorio

Publicado em 06 abril 2021

Una matriz extracelular obtenida por descelularización controlada se utiliza para reconstruir el hígado con propiedades similares a las humanas.

Investigadores del Centro de Investigación del Genoma Humano y Células Madre (HUG-CELL), albergado por el Instituto de Biociencias de la Universidad de São Paulo (IB-USP) en Brasil, han desarrollado una técnica para reconstruir y producir hígados en el laboratorio.

El estudio de prueba de concepto se llevó a cabo con hígados de rata. En la siguiente fase de su investigación, los científicos adaptarán la tecnología para la producción de hígados humanos con el fin de aumentar el suministro de estos órganos para trasplantes en el futuro.

El estudio contó con el apoyo de la FAPESP y se publica en un artículo en Ciencia e ingeniería de materiales: C..
“Está previsto producir hígados humanos a escala real en el laboratorio. De esa forma, no hay que esperar mucho por un donante compatible y se reduce el riesgo de rechazo del órgano trasplantado ”, dijo Luiz Carlos de Caires-Júnior, primer autor del artículo, a Agência FAPESP. Es becario postdoctoral en HUG-CELL, uno de los Centros de Investigación, Innovación y Difusión (RIDC) financiados por la FAPESP.

La metodología se basa en la descelularización y recelularización, técnicas de bioingeniería de tejidos que se han desarrollado en los últimos años para producir órganos para trasplante. Un órgano de un donante fallecido, en este caso el hígado, se trata con varias soluciones que contienen detergentes o enzimas para eliminar todas las células del tejido, dejando solo la matriz extracelular con la estructura y forma originales del órgano. A continuación, se siembra la matriz extracelular con células extraídas del paciente. La técnica evita reacciones a largo plazo del sistema inmunológico y el riesgo de rechazo.

“Es como trasplantar un hígado ‘obsoleto’. No se está rechazando porque usa las propias células del paciente y no requiere medicamentos inmunosupresores ”, dijo Mayana Zatz, investigadora principal de HUG-CELL y autora final del artículo.

La técnica también se puede utilizar para restaurar órganos que se consideran en el límite y no trasplantables, aumentando así la disponibilidad de órganos para los pacientes en lista de espera, dijo Caires-Júnior.

“Muchos órganos disponibles para trasplante no se pueden utilizar porque el donante murió en un accidente de tráfico. La técnica se puede utilizar para solucionarlos, dependiendo de su estado ”, dijo.

Sin embargo, el proceso de descelularización elimina los componentes principales de la matriz extracelular, como las moléculas que le dicen a las células que se multipliquen y formen vasos sanguíneos. Esto debilita la adhesión celular a la matriz extracelular y afecta la recelularización.

Para superar este obstáculo, los investigadores de HUG-CELL mejoraron la técnica al introducir una etapa adicional entre la descelularización y la recelularización.

Tras aislar y descelularizar el hígado de rata, inyectaron en la matriz extracelular una solución rica en moléculas como SPARC y TGFB1, proteínas producidas por células hepáticas cultivadas en medio acondicionado en laboratorio. Estas proteínas son esenciales para un hígado sano porque dirigen que las células del hígado se multipliquen y formen vasos sanguíneos.

«Al enriquecer la matriz extracelular con estas moléculas, se vuelve mucho más similar a la de un hígado sano», dijo Caires-Júnior.

Se trataron matrices extracelulares de hígado de rata con la solución y se introdujeron hepatocitos, células endoteliales y células mesenquimales en el material. Las células mesenquimales se derivaron de células madre pluripotentes inducidas por humanos (iPSC), que se produjeron reprogramando células cutáneas adultas (o células de otros tejidos fácilmente accesibles) en un estado pluripotente embrionario.

“El estudio muestra que es posible inducir la diferenciación de células madre humanas en líneas celulares que forman parte de un hígado y utilizar estas células para reconstruir el órgano para que sea funcional. Es una prueba de concepto, la primera demostración de que la tecnología funciona ”, dijo Zatz.

Las células del hígado se inyectaron con una bomba de jeringa en matrices extracelulares de hígado de rata para producir un órgano con propiedades humanas. Creció durante cinco semanas en una incubadora que simulaba las condiciones del cuerpo humano. El análisis mostró que el enriquecimiento de la matriz extracelular con SPARC y TGFB1 mejoró significativamente la recelularización.

«El tratamiento hizo que las células del hígado crecieran y funcionaran mejor», dijo Caires-Júnior. «Planeamos construir un biorreactor para descelularizar hígados humanos e investigar la posibilidad de hacerlos a escala en el laboratorio».

La técnica se puede adaptar para producir otros órganos como los pulmones, el corazón y la piel, agregó.

Fábricas de órganos

El proyecto se enmarca en una de las líneas de investigación de HUG-CELL para la producción o reconstrucción de órganos trasplantados mediante diversas técnicas.

A través de un proyecto realizado en colaboración con la empresa farmacéutica EMS y apoyado por la FAPESP (Fundación de Investigación de São Paulo) bajo el auspicio de su Programa de Colaboración en Investigación para la Innovación Tecnológica (PITE), los investigadores de HUG-CELL quieren modificar órganos de cerdo como el riñones y corazones y piel para trasplante en humanos (lea más en: agencia.fapesp.br/29771/).

El hígado de cerdo sería rechazado si se trasplantara a humanos. Por lo tanto, los investigadores están siguiendo otras estrategias como la impresión 3D (lea más en: agencia.fapesp.br/32217/), así como la descelularización y recelularización.

“Estos son enfoques complementarios. Esperamos fábricas de órganos de trasplante en el futuro ”, dijo Zatz.

###

Acerca de la Fundación de Investigaciones de São Paulo (FAPESP)

La Fundación de Investigación de São Paulo (FAPESP) es una institución pública que tiene como objetivo apoyar la investigación científica en todos los campos del conocimiento mediante la concesión de becas, subvenciones y ayudas a investigadores asociados a instituciones de educación superior e investigación del estado brasileño de São Paulo. La FAPESP reconoce que la mejor investigación solo se puede lograr trabajando con los mejores investigadores a nivel internacional. Por este motivo, se ha asociado con agencias de financiación, universidades, empresas privadas e instituciones de investigación de otros países conocidos por la calidad de sus investigaciones, y ha animado a los científicos financiados por sus subvenciones a desarrollar aún más su colaboración internacional. Puede encontrar más información sobre la FAPESP en http: // www.fapesp.br /en y visite la agencia de noticias FAPESP en http: // www.agencia.fapesp.br /en Para mantenerse al tanto de los últimos avances científicos, la FAPESP ayuda a través de sus numerosos programas, premios y centros de investigación. También puede suscribirse a la agencia de noticias FAPESP en http: // agencia.fapesp.br /Suscribirse a .