Los investigadores descubrieron que una mezcla de células humanas precursoras del hígado y otros dos tipos de células pueden formar espontáneamente estructuras tridimensionales bautizadas como "yemas de hígado". En los ratones, estas yemas de hígado formaron conexiones funcionales con los vasos sanguíneos y llevan a cabo algunas funciones específicas del hígado como descomponer los medicamentos en el flujo sanguíneo.
Es posible que la técnica funcione con otros tipos de órganos, ente ellos el páncreas, el riñón o los pulmones, según afirmó el autor principal del estudio, Takanori Takebe, investigador de la Universidad de la Ciudad de Yokohama (Japón), el martes pasado en una conferencia de prensa. El estudio, publicado el miércoles pasado en la revista Nature, es la primera demostración de que se puede crear un órgano rudimentario usando células madre pluripotentes inducidas (iPS por sus siglas en inglés), según Takebe.
Estas células iPS se consiguen reprogramando células maduras, como las células de la piel, para dejarlas en un estado desde el que se pueden convertir en muchos otros tipos de células. El descubrimiento de que las células maduras se pueden reprogramar a este potente estado que es útil para la experimentación, fue la base del Premio Nobel de Medicina en 2012.
El estudio japonés establece un "precedente para pensar en crear órganos y reconstruir estructuras o tejidos tridimensionales más complejos", afirma George Daley, director del Programa de Trasplante de Células Madre del Hospital Infantil de Boston (EE.UU.). Daley explica que los investigadores siguieron un enfoque creativo para crear el protohígado, combinando tres tipos de células distintas: precursoras de células de hígado derivadas de iPS humanas, precursoras de vasos sanguíneos, denominadas células endoteliales, y células precursoras del tejido conectivo, o células madre mesenquimales. Tanto las células precursoras de vasos sanguíneos, como las de tejido conectivo se cosecharon de cordones umbilicales.
Los hallazgos de Takebe y sus compañeros partieron de trabajos anteriores que demostraban que cocultivar múltiples tipos de células puede servir a los investigadores para desarrollar tejidos fisiológicos tridimensionales en el laboratorio, afirma Yoon-Young Jang, director del Laboratorio de Biología con Células Madre en la Facultad de Medicina de la Universidad Johns Hopkins (EE.UU.). Otros grupos también han demostrado que las células madre -si se les envían las señales químicas correspondientes- pueden desarrollarse espontáneamente en estructuras tridimensionales parecidas a los tejidos naturales, como la retina (ver "Cultivando ojos").
Los métodos usados por los investigadores en el nuevo estudio también imitan algunos aspectos del desarrollo embrionario natural del hígado. En el campo de la medicina regenerativa, muchos investigadores están siguiendo esta estrategia de adherirse a los principios de la biología del desarrollo, explica Dale. "Este estudio es un buen ejemplo de que generar un pseudoórgano tridimensional más ordenado probablemente sea el camino que estamos siguiendo la mayoría", sostiene. "La capacidad de estos pseudoórganos de mediar el metabolismo de medicamentos específico del hígado humano es una impresionante constatación preliminar de la utilidad de este enfoque".
Para demostrar el potencial terapéutico del método de las yemas de hígado, Takebe y sus compañeros trasplantaron una docena de yemas de hígado al abdomen de ratones cuya función hepática natural se anuló mediante un fármaco. Los trasplantes de yemas de hígado mantuvieron vivos a estos ratones durante el mes en que estuvieron en observación.
Las yemas de hígado no lograron todas las funciones de un hígado maduro. Por ejemplo, las yemas no formaron un sistema de vías biliares. Sin embargo, Takebe ha confirmado por correo electrónico que en investigaciones que aún están en marcha, el equipo ha descubierto que al trasplantar las yemas a un hígado existente, el cuerpo parece hacer uso del sistema biliar presente.
Takebe afirma que un potencial uso terapéutico del método podría ser plantar yemas de hígado microscópicas en los pacientes a través de una gran vena que conecta el hígado para mejorar la supervivencia tras un fallo renal. Afirma estar convencido de que hasta un 30 por ciento de la función hepática se podría restaurar mediante este método.
Pero Takebe calcula que no se llegará a un tratamiento de estas características hasta dentro de 10 años. Mientras tanto, el método debe mejorarse para que las yemas de hígado se puedan producir con mucha mayor eficacia. "El problema es crear la cantidad suficiente de yemas de hígado para que sea una terapia viable", explica.
"El potencial de la terapia con células madres pluripotentes es fantástico", afirma Jang, que avisa de que "hay aún queda mucho trabajo por hacer para demostrar su auténtico valor en la clínica", incluyendo la evaluación a largo plazo de su seguridad.
Un uso más inmediato de las células iPS podría ser el cribado en busca de medicamentos. "Investigaciones que usaran modelos relevantes para los pacientes de enfermedades complejas como la cirrosis del hígado o el cáncer podrían ayudar a descubrir mejores objetivos celulares y moleculares para el desarrollo de medicamentos", sostiene Jang.