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Esta semana escribí sobre un equipo de investigadores que consiguió cultivar organoides de pulmón, riñón e intestino a partir de células fetales que flotaban en el líquido amniótico. Como estos minúsculos grupos de células en 3D proceden del feto e imitan algunas de las características de un órgano real de tamaño completo, pueden ofrecer una visión preliminar del desarrollo del feto. Es algo casi imposible de hacer con las herramientas existentes.
Una ecografía, por ejemplo, puede revelar que los riñones de un feto son más pequeños de lo que deberían, pero a falta de un defecto genético evidente, los médicos no pueden decir por qué son pequeños ni encontrar una solución. Pero si pueden tomar una pequeña muestra de líquido amniótico y cultivar un organoide renal, el problema podría hacerse evidente, así como una posible solución.
Emocionante, ¿verdad? Pero los organoides pueden hacer mucho más.
Hagamos un repaso de algunos de los usos más extraños, descabellados, maravillosos y francamente inquietantes que los investigadores han ideado para los organoides.
Los organoides podrían acelerar el desarrollo de fármacos. Según algunas estimaciones, el 90% de los candidatos a fármacos fracasan en los ensayos con humanos. Esto se debe a que las pruebas preclínicas se realizan principalmente en células y roedores. Ninguno de los dos es un modelo perfecto. Las células carecen de complejidad. Y los ratones, como todos sabemos, no son humanos.
Los organoides tampoco son humanos, pero proceden de humanos. Y tienen la ventaja de ser más complejos que una capa de células en una placa. Eso los convierte en un buen modelo para estudiar candidatos a fármacos. Cuando escribí sobre los organoides en 2015, un investigador del cáncer me dijo que estudiar las células para entender cómo funciona un órgano es como estudiar un montón de ladrillos para entender el funcionamiento de una casa. ¿Por qué no estudiar simplemente la casa?
Las grandes farmacéuticas parecen estar de acuerdo. En 2022, Roche contrató a Hans Clevers, pionero en organoides, para dirigir su división de Investigación Farmacéutica y Desarrollo Temprano. "Creo que los organoides humanos acabarán complementando todo lo que hacemos actualmente. Estoy convencido, ahora que he visto cómo funciona todo el proceso de desarrollo de fármacos, de que se pueden aplicar los organoides humanos en cada paso del camino", declaró Clevers a Nature.
Los organoides son más difíciles de cultivar que las líneas celulares, pero algunas empresas están trabajando para automatizar el proceso. La biotecnológica Vivodyne, con sede en Filadelfia, ha desarrollado un sistema robotizado que combina los organoides con la tecnología de órganos en un chip. El sistema cultiva 20 tipos de tejido humano, cada uno con 200.000 a 500.000 células, y luego les administra fármacos. En un comunicado de prensa, Andrei Georgescu, director general y cofundador de Vivodyne, afirma que estos "sujetos de ensayo humanos cultivados en laboratorio" proporcionan "enormes cantidades de datos humanos complejos, mayores de los que se podrían obtener en cualquier ensayo clínico".
Según el sitio web de Viodyne, las máquinas patentadas pueden analizar 10.000 tejidos humanos independientes a la vez, "produciendo resultados a escala de vivario". Resultados a escala de vivario. Tuve que darle varias vueltas a esta frase antes de entender lo que querían decir: el robot proporciona la misma cantidad de datos que un edificio lleno de ratones de laboratorio.
Los organoides podrían ayudar a los médicos a tomar decisiones médicas para pacientes individuales. Estos miniórganos pueden cultivarse a partir de células madre, pero también a partir de células adultas a las que se ha dado un empujón para que pasen a un estado similar al de las células madre. Esto hace posible cultivar organoides de cualquier persona para cualquier uso. En pacientes con cáncer, por ejemplo, estos organoides derivados de pacientes podrían utilizarse para ayudar a determinar la mejor terapia.
La fibrosis quística es otro ejemplo. Muchas terapias contra la fibrosis quística están aprobadas para tratar a personas con mutaciones específicas. Pero en el caso de personas con mutaciones más raras, no está claro qué terapias funcionarán. Así surgen los organoides.
Los médicos toman biopsias rectales de personas con la enfermedad, utilizan las células para crear organoides intestinales personalizados y luego aplican distintos fármacos. Si un tratamiento determinado funciona, los canales iónicos se abren, entra agua y los organoides se hinchan visiblemente. Los resultados de esta prueba se han utilizado para orientar el uso no indicado de estos medicamentos. En un caso reciente, la prueba permitió a una mujer con fibrosis quística acceder a uno de estos fármacos a través de un programa de uso compasivo.
Los organoides también están preparados para ayudar a los investigadores a comprender mejor cómo interactúan nuestros cuerpos con los microbios que nos rodean (y a veces nos infectan). Durante la emergencia sanitaria del Zika en 2015, los investigadores utilizaron organoides cerebrales para averiguar cómo el virus causa microcefalia y malformaciones cerebrales. Los investigadores también han conseguido utilizar organoides para cultivar norovirus, el patógeno responsable de la mayoría de las gripes estomacales. El norovirus humano no infecta a los ratones y ha resultado especialmente difícil de cultivar en células. Probablemente en parte debido a esto no disponemos de terapias contra esta enfermedad.
He dejado para el final las aplicaciones más extrañas y posiblemente espeluznantes. Algunos investigadores trabajan para aprovechar la incomparable capacidad de aprendizaje del cerebro desarrollando bioordenadores cerebrales organoides. Las iteraciones actuales de estos bioordenadores no se dedican al pensamiento de alto nivel. Un grupo de células cerebrales en una placa aprendió a jugar al videojuego Pong. Otro bioordenador híbrido quizá consiguió descodificar algunas señales de audio de personas pronunciando vocales japonesas. Este campo se encuentra aún en una fase muy temprana y los investigadores no quieren exagerar la tecnología. Pero teniendo en cuenta a dónde quiere llegar este campo (inteligencia organoide en toda regla), no es demasiado pronto para hablar de cuestiones éticas. ¿Podría un bioordenador ser consciente? Los organoides surgen de células extraídas de un individuo. ¿Qué derechos tendría esa persona? ¿Tendría derechos el bioordenador? ¿Y qué pasa con los roedores a los que se implantan organoides cerebrales? (Sí, eso también está ocurriendo).
El año pasado, unos investigadores informaron de que los organoides humanos implantados en cerebros de rata se expandían en millones de neuronas y conseguían conectarse al cerebro del animal. Cuando soplaron una bocanada de aire sobre los bigotes de la rata, pudieron registrar una señal eléctrica que recorría las neuronas humanas.
En un reportaje de Stat de 2017 sobre los esfuerzos para implantar organoides cerebrales humanos en roedores, la difunta Sharon Begley habló con el jurista y bioeticista Hank Greely, de la Universidad de Stanford. Durante su conversación, Greely invocó el clásico literario Frankenstein como una historia cautelosa y relevante: "Puede que lo que has construido merezca algún tipo de respeto", le dijo.
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En 2023, los científicos informaron de que los organoides cerebrales acoplados a un chip electrónico podían realizar algunas tareas muy básicas de reconocimiento del habla. Abdullahi Tsanni nos lo cuenta.
Saima Sidik nos cuenta cómo los organoides creados a partir del revestimiento uterino podrían revelar los misterios de la menstruación. Este es su reportaje.
¿Cuándo podremos trasplantar minipulmones, hígados o tiroides a las personas? Diez años... tal vez, decía mi colega Jess Hamzelou en el pasado número de The Checkup.
En la red
Un proyecto de ley aprobado el miércoles en Alabama crea un "foso legal" en to o a los embriones. Según la nueva ley, los proveedores y receptores de FIV no podrán ser procesados ni demandados por dañar o destruir embriones. Pero la ley no responde a la cuestión central planteada por los tribunales de Alabama la semana pasada: ¿Son los embriones personas? (NYT)
Más noticias jurídicas. El Comité de Seguridad Nacional del Senado ha aprobado esta semana un proyecto de ley que impediría a determinadas biotecnológicas chinas hacer negocios en Estados Unidos. El objetivo es impedir que accedan a datos sanitarios personales e información genética de los estadounidenses. Pero algunos críticos han expresado su preocupación por la cadena de suministro. (Reuters)
Algunos científicos han expresado su preocupación por la posibilidad de que demasiadas vacunas contra el covid fatiguen el sistema inmunitario y resten eficacia a la vacunación. Pero un hombre que recibió la friolera de 217 dosis contra no mostró signos de una respuesta inmunitaria debilitada. (Washington Post)
Abróchate el cinturón. El norovirus viene a por ti. (USA Today). Pequeños estudios que demuestran que la ibogaína, un psicodélico derivado de la corteza de los árboles, puede tratar la adicción a los opiáceos han renovado el interés por esta droga ilegal. Pero algunos investigadores dudan de que pueda llegar a ser una terapia viable (NYT).