Un equipo científico do Instituto de Biomedicina e Saúde de Guangzhou (China) logrou desenvolver embrións de porco, cuxos riles conteñen unha combinación de células humanas e porcinas. O obxectivo a longo prazo é mellorar esta tecnoloxía para o transplante de órganos humanos.
O estudo, que se publicou este xoves na revista Cell Stem Cell, ten como un dos seus autores principais o investigador español Miguel A. Esteban, experto en reprogramación celular porcina.
Esta é a primeira vez que se consegue cultivar un órgano sólido humanizado dentro doutra especie. En estudos previos utilizáronse métodos similares para xerar tecidos humanos como sangue ou músculo esquelético en porcos.
Os investigadores decidiron centrarse nos riles porque son un dos primeiros órganos en desenvolverse e tamén son os que máis se transplantan en medicina humana.
“O noso método ten como finalidade crear órganos humanos en porcos con células dun paciente determinado. Isto evitaría os riscos de rexeitamento inmunitario”
MIGUEL A. ESTEBAN, coautor principal do estudo
Segundo comenta Esteban a SINC, el e o seu equipo levan traballando neste proxecto desde hai cinco anos. A diferenza dos xenotransplantes, nos que se utilizan órganos de animais modificados xeneticamente, este método “ten como finalidade crear órganos humanos en porcos con células dun paciente determinado. Isto evitaría os riscos de rexeitamento inmunitario que, por agora, si teñen os xenotransplantes”, subliña.
Ata o de agora, “desenvolvéranse órganos de ratos en ratas, pero os intentos anteriores de cultivar órganos humanos en porcos non tiveron éxito”, sinala Liangxue Lai, líder do traballo. “A nosa técnica mellora a integración de células humanas en tecidos receptores e permítenos cultivar órganos humanos en porcos”, destaca.
Os investigadores recoñecen que a integración de células nai humanas en embrións de porco foi un gran reto “debido a que as células porcinas superan as humanas e ambas teñen necesidades fisiolóxicas distintas”.
Un nicho dentro do embrión porcino
Para superalo, o equipo creou primeiro un nicho dentro do embrión porcino para que as células humanas non tivesen que competir coas do porco. “Utilizamos CRISPR Cas9 para manipular xeneticamente o embrión unicelular de modo que lle faltasen dous xenes necesarios para o desenvolvemento renal”, explica Esteban.
Despois, os autores modificaron células nai pluripotentes humanas —aquelas con potencial para converterse en calquera tipo de célula— para facelas máis susceptibles de integración e menos propensas á autodestrución, desactivando temporalmente a súa apoptose (morte celular programada). A continuación, convertéronas en células denominadas naive ou “inxenuas”, que son parecidas ás primeiras células embrionarias humanas, cultivándoas nun medio especial.
Implantaron 1.820 embrións en 13 porcas. Aos 25 ou 28 días interromperon a xestación e comprobaron que algúns deles produciran riles humanizados
Posteriormente, antes de implantar os embrións en desenvolvemento nas porcas, cultivaron as quimeras en condicións melloradas para proporcionar nutrientes e sinais únicos tanto ás células humanas como ás porcinas, xa que ambos tipos adoitan ter necesidades distintas.
En total, implantáronse 1.820 embrións en 13 porcas. Aos 25 ou 28 días, interromperon a xestación e extraeron os embrións para avaliar se as quimeras lograran producir riles humanizados.
Os científicos recolleron cinco embrións quiméricos para analizalos —dous aos 25 días e tres aos 28 días da implantación— e comprobaron que tiñan riles estruturalmente normais para a súa fase de desenvolvemento e estaban compostos por entre un 50% e un 60% de células humanas.
Aos 25-28 días, os riles estaban na fase de mesonefros (a segunda fase do desenvolvemento renal), formaran túbulos e gromos de células que acabarían converténdose en uréteres que conectaban o ril coa vexiga.
Implicacións éticas
O equipo tamén investigou se as células humanas contribuían a outros tecidos dos embrións, o que ocasionaría problemas desde o punto de vista ético. Neste sentido, Esteban comenta que atoparon “moi poucas células humanas noutros tecidos e que estas se localizaron principalmente nos riles”.
“As implicacións éticas poderían producirse, sobre todo, se as células fosen moitas ou estivesen en liñaxes comprometidas como o neural e xerminal, e, especialmente, se estes porcos chegasen a nacer”, explica Esteban.
“De todos os xeitos —engade— estamos a ser moi cautos e movendo todo paso a paso para evitar sorpresas. Unha das nosas solucións é modificar xeneticamente as células humanas para que non poidan producir esas liñaxes comprometidas dentro do embrión de porco”, aclara.
O próximo: corazón e páncreas
Tras mellorar as condicións para cultivar riles humanizados en quimeras humano-porco, o equipo quere agora lograr que os riles se desenvolvan durante máis tempo. Tamén está a traballar para xerar outros órganos humanos en porcos, como o corazón e o páncreas.
Á pregunta de en que fase están estoutros proxectos, o investigador español comenta: “Aínda non prolongamos a xestación de embrións de porco con ril humano, estamos a estudar como facelo de maneira eficiente e segura. Pero os nosos estudos para crear outros órganos humanos —nun estadio temperán do desenvolvemento embrionario— en embrións de porco están moi avanzados”.
A longo prazo, o obxectivo é mellorar esta tecnoloxía para o transplante de órganos humanos, pero os investigadores recoñecen que o traballo será complexo e podería levar moitos anos.
“Como os órganos non están compostos por unha soa liñaxe celular, para ter un órgano no que todo proceda do humano, probablemente teriamos que deseñar os porcos dunha forma moito máis complexa e iso tamén implica algúns retos adicionais”, adianta Esteban.
“Os nosos estudos para crear outros órganos humanos —nun estadio temperán de desenvolvemento— en embrións de porco están moi avanzados”
MIGUEL A. ESTEBAN, coautor principal do estudo
En concreto, agrega, “habería que facer modificacións de máis xenes no porco, pero creo que é posible e temos unha plataforma excepcional para a manipulación xenética destes animais”.
Mentres tanto, “o noso método proporciona unha xanela para estudar o desenvolvemento humano”, sinala Esteban, “por exemplo, podemos rastrexar as células humanas que inxectamos e manipulalas para poder estudar enfermidades e como se forman as liñaxes celulares”.
O investigador español destaca que tanto el como os seus colegas son conscientes de que “aínda faltan anos para que estes órganos estean dispoñibles na práctica clínica e que haberá unha serie de barreiras moleculares que solucionar”. Con todo, “tras este primeiro avance importante, estamos ilusionados dos próximos pasos que poidan darse”.
Referencia: Generation of a Humanized Mesonephros in Pigs from Induced Pluripotent Stem Cells via Embryo Complementation (Publicado en Cell Stem Cell)
