Cultivan riñones humanizados embrionarios dentro de cerdos durante casi un mes

Investigadores chinos han creado con éxito embriones quiméricos que contienen una combinación de células humanas y porcinas: en ellos, colocaron riñones humanizados y luego los transfirieron a madres porcinas sustitutas. Los riñones humanizados desarrollaron una estructura y formación normales después de 28 días, al momento en el que se interrumpió su crecimiento. Ahora, los especialistas intentarán ampliar el tiempo de desarrollo: el avance es crucial, ya que también piensan cultivar otros órganos humanos en cerdos, como el corazón y el páncreas, con vistas a eventuales trasplantes.

Científicos de la Academia de Ciencias de China han publicado recientemente un nuevo estudio en la revista Cell Stem Cell en el cual describen el primer cultivo de un órgano humanizado sólido dentro de otra especie, en concreto en cerdos. Estudios previos han utilizado métodos similares para generar tejidos humanos en cerdos, como sangre o músculo esquelético. Sin embargo, en esta ocasión se comprobó el desarrollo normal del riñón humanizado en una hembra porcina durante prácticamente un mes, marcando un progreso clave en el camino por crear órganos humanos en otras especies potencialmente útiles en trasplantes. 

Embriones humanos cultivados a partir de células madre arrojan luz sobre los primeros momentos del desarrollo

Un camino complejo

Aunque generar órganos humanos en otros mamíferos mediante la complementación de embriones sería una solución innovadora, aportando una salida al problema de la escasez de órganos disponibles para trasplantes, la idea enfrenta muchos desafíos. Una de las principales limitaciones es la pobre integración de las células humanas en los tejidos receptores, ya que las células de otras especies presentan otras características fisiológicas.

Para superar este problema, los investigadores chinos lograron producir células humanas con un nivel de compatibilidad superior, combinamos condiciones optimizadas de cultivo de células madre pluripotentes, que tienen el potencial de convertirse prácticamente en cualquier otra célula del cuerpo humano, con una modificación en dos genes que favorecen la supervivencia, denominados MYCN y BCL2. 

Las células humanas resultantes lograron mejorar sustancialmente su integración al entorno del embrión quimérico, dotado de una combinación de células humanas y porcinas. Luego de ser implantado en la madre porcina sustituta, el riñón humanizado dentro del embrión quimérico logro formar con éxito estructuras organizadas y túbulos normales en etapa media hasta el día 28, momento en el cual se interrumpió la gestación.

Tres claves para el éxito

Según una nota de prensa de Cell Press, el éxito del equipo de investigadores puede resumirse en tres puntos. En primer término, pudieron crear un nicho dentro del embrión de cerdo para que las células humanas no tuvieran que competir con las células de cerdo, a través de la modificación genética indicada previamente.

Por otro lado, diseñaron células madre pluripotentes humanas y lograron hacerlas más susceptibles a la integración, para luego convertirlas en las denominadas células "ingenuas", que se asemejan a células embrionarias humanas tempranas, cultivándolas en un medio específico. 

Por último, antes de implantar los embriones quiméricos en cerdas sustitutas, pudieron cultivarlos en condiciones optimizadas, proporcionando nutrientes y señales únicas a las células humanas y porcinas, ya que las mismas poseen necesidades dispares.

Órganos humanizados en otras especies

En el transcurso de la investigación, los científicos transfirieron 1.820 embriones a 13 madres sustitutas. Después de los 28 días interrumpieron la gestación y extrajeron los embriones quiméricos, para evaluar si habían producido con éxito riñones humanizados. 

Otro punto clave es que los científicos verificaron si las células humanas contribuían a otros tejidos en los embriones, algo que podría tener implicaciones éticas, especialmente si se descubrían abundantes células humanas en los tejidos neurales o de la línea germinal y los cerdos continuaban desarrollándose hasta llegar a término. Los investigadores demostraron que las células humanas se localizaban principalmente en los riñones, mientras que el resto del embrión quimérico estaba integrado por células de cerdo.

En resumen, los hallazgos marcan un avance crucial en la posibilidad de generar un órgano primordial humanizado en cerdos, abriendo una nueva vía de progreso para la medicina regenerativa y una importantísima ventana artificial para estudiar el desarrollo del riñón y, quizás en el futuro, de otros órganos humanos.

Referencia

Generation of a humanized mesonephros in pigs from induced pluripotent stem cells via embryo complementation. Jiaowei Wang et al. Cell Stem Cell (2023). DOI:https://doi.org/10.1016/j.stem.2023.08.003