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17 de Septiembre de 2020
Biotecnología

Obtienen pequeños intestinos funcionales y parecidos al órgano real

Los organoides reproducen la complejidad del tejido y constituyen un buen modelo para estudiar enfermedades.

Los autores postulan que el método también podría usarse para obtener organoides de pulmones, hígado o páncreas a partir de células de pacientes. En la imagen, sección transversal de un mini intestino, tras 10 días de cultivo. Se observan las células (verde) y sus núcleos (azul). [Nature/M. Nikolaev et al]

La creación de órganos en miniatura, u organoides, en el laboratorio ofrece la posibilidad de ahondar en el estudio de enfermedades, así como el desarrollo de tratamientos. Sin embargo, en el caso del intestino, el uso de las técnicas actuales resulta en la formación de estructuras circulares, rígidas y quísticas. Asimismo, el desarrollo del tejido ocurre de modo aleatorio. Ello reduce tanto la supervivencia, como el tamaño del organoide, a la vez que limita su aplicación como modelo experimental capaz de reproducir las características del órgano real.

Ahora, un estudio, publicado por la revista Nature, propone un método capaz de «guiar» el crecimiento de las células madre intestinales y solucionar el problema. En él, Matthias P. Lutolf y su equipo, de la Universidad Politécnica de Lausana, aprovecharon la habilidad de estas células para organizarse y poblar una estructura tubular, cuya superficie imitara al tejido intestinal.

Los investigadores colocaron dicha matriz, formada por colágeno de tipo I, un sustrato adhesivo y una mezcla de proteínas gelatinosas conocida como Matrigel, en una suerte de plataforma, o microchip, que permitía irrigar el organoide con los fluidos necesarios para su formación y mantenimiento. Asimismo, mediante láser, modelaron la matriz para crear pequeñas cavidades, similares a las criptas presentes en el intestino delgado.

Tras la siembra, las células recubrieron, por completo, la superficie de la matriz en un corto período de tiempo. Además, los científicos observaron la formación de un tejido epitelial compacto, así como de las llamadas uniones estrechas, conjuntos de proteínas responsables de sellar el espacio entre las células. De forma interesante, la circulación de fluido cada doce horas permitió eliminar las células muertas acumuladas, que favorecen la degradación de los organoides al cabo de 10 días de su formación, y prolongar la supervivencia de los intestinos artificiales más allá de los 30 días.

Los investigadores también demostraron que los miniórganos compartían muchas características con el tejido real, como la producción de moco o la presencia de todos los tipos celulares intestinales, además de algunas células raras especializadas, que normalmente no se hallan en los organoides. Asimismo, los intestinos artificiales mostraron una notable capacidad de regeneración, tras sufrir daños por radiación o exposición a compuestos tóxicos.

Por último, Lutolf y sus colaboradores infectaron los minórganos con el protozoo Cryptosporidium parvum. Este parásito provoca una grave diarrea, que puede resultar mortal tanto en adultos inmunodeprimidos, como en infantes. Los organoides permitieron a los autores estudiar el modo en que las células infectadas activan la respuesta inflamatoria de defensa contra el patógeno, hecho que validó su uso como modelo para el desarrollo de terapias efectivas.

Marta Pulido Salgado

Referencia: «Homeostatic mini-intestines through scaffold-guided organoid morphogenesis», de M. Nikolaev et al., en Nature, publicado el 16 de septiembre de 2020.

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