Os organoides son microtecidos en 3D derivados de células nai que recrean órganos humanos in vivo, como o pulmón, o fígado ou o cerebro. Desde hai algúns anos, convertéronse en valiosas ferramentas para analizar o funcionamento destes, tanto cando están sans como cando se ven afectados por unha enfermidade.
Os métodos actuais de obtención destas estruturas para modelizar o embarazo —na súa maioría a partir de tecido fetal post mortem— teñen implicacións legais e éticas. É máis, polo xeral só están dispoñibles ata as 20-22 semanas despois da concepción.
Este feito restrinxiu a investigación do desenvolvemento e das alteracións conxénitas (as que afectan a como se forman as partes do corpo dun bebé ou á súa actividade) e resaltou a necesidade de novos modelos in vitro específicos para cada paciente.
Agora, un estudo publicado en Nature Medicine revela que se poden xerar organoides de múltiples tipos de tecidos a partir de células recollidas de mostras de líquido amniótico sen necesidade de interromper o embarazo, o que optimizaría a comprensión das últimas fases da xestación e o tratamento destas anomalías conxénitas.
O traballo, liderado por científicos do University College de Londres (Reino Unido), expón a hipótese de que sería posible cultivar estes modelos celulares complexos a partir de células nai que pasasen ao líquido amniótico, que rodea ao feto no útero e o protexe mentres crece durante o embarazo.
“É a primeira vez que se cultivan organoides a partir de células nai humanas durante un embarazo activo. Como non se tocaría á criatura durante o proceso de extracción, superaríanse as restricións de mostraxe e estes miniórganos tamén conservarían a información biolóxica do bebé”, explica a SINC Paolo De Coppi, coautor principal da investigación.
“As malformacións conxénitas diagnostícanse mediante unha combinación de probas que inclúen a imaxe (ecografía e resonancia magnética) e a xenética”, engade De Coppi, “así, os organoides ofrecen a posibilidade de realizar unha proba funcional adicional”.
Neste estudo, os investigadores extraeron e caracterizaron células vivas de mostras de líquido amniótico tomadas de 12 embarazos dentro da batería de probas diagnósticas rutineiras como a amniocentese.
A continuación, utilizaron a secuenciación unicelular do ARN para identificar de que tecidos procedían estas células nai. Desta forma illaron células epiteliais de orixe pulmonar, renal e gastrointestinal, que se utilizaron para cultivar organoides con características funcionais do pulmón, ril e intestino respectivamente.
“Os organoides que creamos a partir de células de líquido amniótico posúen moitas das funcións dos tecidos que representan, incluída a expresión de xenes e proteínas”, afirma Mattia Gerli, primeiro autor do estudo.
“Permitirán estudar o que ocorre durante o desenvolvemento –continúa–, algo que ata o de agora non fora posible. Sabemos moi pouco sobre a última etapa do embarazo humano, polo que é incriblemente emocionante abrir novas áreas da medicina prenatal”.
Estudo nunha malformación conxénita
Co obxectivo de avaliar como poderían utilizarse os organoides no tratamento de enfermidades conxénitas, o equipo colaborou con expertos da Universidade Católica de Lovaina (Bélxica) para analizar o desenvolvemento de bebés con hernia diafragmática conxénita (HDC), unha enfermidade na que un orificio no diafragma fai que órganos como o intestino e o fígado se despracen cara ao tórax, exercendo presión sobre os pulmóns e impedindo un crecemento san.
Os organoides de bebés con HDC comparáronse cos doutros sans para estudar as características biolóxicas de cada grupo. Como era de esperar, houbo diferenzas significativas no desenvolvemento entre os miniórganos antes e despois do tratamento. Con todo, aqueles coa anomalía postratamento eran moito máis parecidos aos sans, o que proporciona unha estimación da eficacia do tratamento a nivel celular.
“Podemos facer por primeira vez unha avaliación funcional da afección conxénita dun neno antes de nacer, o que supón un gran paso adiante para a medicina prenatal. Normalmente, o diagnóstico baséase en probas de imaxe como a ecografía ou a resonancia magnética e en análises xenéticas”, apunta De Coppi.
Os científicos puntualizan que os seus achados poden ofrecer a oportunidade de derivar organoides fetais primarios de forma autóloga —é dicir, obtéñense do mesmo individuo que o recibe— durante embarazos en curso, o que podería permitir o desenvolvemento de modelos prenatais avanzados e terapias personalizadas e optimizar o asesoramento aos pais e nais.
“Cando nos reunimos con familias cun diagnóstico prenatal, a miúdo non podemos dicirlles moito sobre o resultado porque cada caso é diferente. Non pretendemos facelo aínda, pero a capacidade de estudar organoides prenatais funcionais é o primeiro paso para ofrecer un prognóstico máis detallado e, con sorte, proporcionar tratamentos máis eficaces no futuro”, aclara De Coppi.
