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Crean por primera vez mini hígados humanos a partir de células madre

El logro de científicos japoneses implica un gran paso hacia la posibilidad de producir hígados para ser trasplantados a los pacientes que lo necesiten.

Científicos japoneses han desarrollado por primera vez un hígado humano funcional, de unos 4 milímetros, in vitro, a partir de células madre derivadas de la piel y la sangre. Según vaticinaron los investigadores, este paso implicaría que en 10 años se podrían usar las propias células madre de un ser humano para cultivar en laboratorio un nuevo hígado.

Para llevar adelante la investigación, un equipo japonés de la Ciudad Escuela de Medicina de la Universidad de Okohama, en Japón, utilizó las células pluripotentes inducidas (iPS) para desarrollar tres tipos de células que normalmente se combinan en la formación natural de un hígado humano en un embrión en desarrollo (endodermo células hepáticas, células madre mesenquimales y células endoteliales) y las combinaron entre sí para ver si conseguían que se produjera un crecimiento.

Descubrieron así que las células no crecieron sino que luego de seis días comenzaron a formar estructuras tridimensionales que llamaron "brotes de hígado", que constituían una colección de células hepáticas con el potencial de convertirse en un órgano completo. Estos fragmentos de hígado humano en tres dimensiones, al ser trasplantados en ratones, dieron lugar a un órgano funcional.

Una vez trasplantados en ratones, los "brotes de hígado” humano maduraron, los vasos sanguíneos humanos se conectaron a los vasos sanguíneos del ratón huésped y comenzaron a realizar muchas de las funciones de las células hepáticas humanas maduras, como secretar proteínas hepáticas específicas y producir metabolitos humanos específicos. Además, el brote de hígado evitó la muerte de los ratones con falla hepática.

"Hasta donde sabemos, éste es el primer trabajo que demuestra la generación de un órgano humano funcional a partir de células madre pluripotentes", subrayaron los investigadores en la revista 'Nature', donde se publicó ayer el estudio.

“Hemos demostrado que podemos formar un órgano en 3D y vascularizado a partir de células iPS humanas. Creemos que la terapia de trasplantes con fragmentos de órganos es posible”, declaró Takanori Takebe, científico de la Universidad Ciudad de Yokohama, a la Plataforma Sinc.

EL PROCESO

Hay dos tipos principales de células madre: las células madre embrionarias, que se consiguen a partir de embriones, y las células reprogramadas o células madre pluripotentes inducidas (iPS), que se obtienen sobre todo de la piel o de la sangre.

Takebe y su equipo se inspiraron en el proceso natural de formación del hígado. Durante el desarrollo embrionario las células hepáticas recién diferenciadas forman una masa de tejido que enseguida empieza a vascularizarse, es decir, a formar vasos sanguíneos que llevarán nutrientes a todas las células. Para que esto se produzca son esenciales las interacciones y el intercambio de señales con otros tipos celulares.

Imitando este proceso que ocurre de forma natural durante el desarrollo, los investigadores produjeron células hepáticas por diferenciación dirigida y luego las cultivaron in vitro junto a células endoteliales y mesenquimales. Gracias a estas interacciones, las células hepáticas se organizaron en estructuras tridimensionales visibles, equiparables a las que se forman en el embrión.

“El brote hepático es demasiado grande para introducirlo en la circulación sanguínea, y es difícil implantarlo dentro del hígado del huésped. Por eso elegimos otros dos sitios del ratón para el implante: el cráneo y el abdomen” , explicó Takebe.

Luego de trasplantar el “brote hepático”, los investigadores observaron que los vasos formados in vitro conectaron con los del huésped y el órgano empezó a crecer y funcionar correctamente.

“Es muy probable que esta técnica sea aplicable a diferentes órganos interiores que se desarrollan de forma similar, como el páncreas, los pulmones o los riñones” , afirmó Takebe para luego añadir: “El páncreas es un candidato prometedor y ya estamos obteniendo buenos resultados”.

PROMETEDOR

La escasez de donantes de órganos para el tratamiento de pacientes con fallas hepáticas, renales, cardíacas y de otros órganos afecta a muchos países, por lo que los científicos son conscientes de la necesidad de encontrar nuevas formas de obtención de órganos para trasplante, independientes de la donación. Por este motivo, el desarrollo del equipo japonés resulta esperanzador.

Entre las otras líneas de aplicación que podría tener el logro alcanzado, se encuentra la posibilidad de probar nuevos medicamentos en los ratones trasplantados con brotes hepáticos humanos, ya que de esta manera se podría estudiar cómo el hígado humano haría frente a ellos y si tendrían efectos secundarios como la toxicidad hepática.

“Ahora estamos planeando trasplantar los brotes hepáticos dentro del hígado. Para hacerlo debemos reducir el tamaño de los brotes hepáticos a una escala muy pequeña. De esa manera podremos inyectarlos al torrente sanguíneo” , comentó Takebe.

“Soy optimista y creo que con una gran infusión de varios cientos de miles de brotes hepáticos, se puede restaurar alrededor del 30% de la función hepática original de un paciente y eso debería ser suficiente para recobrar un sistema hepático viable para ese paciente” , concluyó.

El hígado humano cumple un rol importante en la metabolización de los medicamentos y del azúcar en la sangre. También ayuda a eliminar del torrente sanguíneo las toxinas potencialmente dañinas.

En la actualidad no existe una manera de compensar la pérdida de la función hepática. Y aunque el hígado tiene una gran capacidad de auto repararse, ciertas enfermedades como la hepatitis y el alcoholismo pueden producir un daño hepático irreversible.

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