Desarrollan un esófago humano en un laboratorio

 Un equipo científico de Cincinnati ha desarrollado versiones en miniatura de un esófago, el órgano que se encarga de guiar la comida al estómago. Es el primer caso en que lo logran utilizando solo células madre humanas.

Estas bolitas de tejido desarrollado en un laboratorio, denominadas organoides, se parecen a un esófago humano real, según informan los investigadores en la revista Cell Stem Cell. Los científicos habían logrado cultivar todo tipo de organoides: estómagos, riñones, cerebros e incluso un esófago cultivado mediante el tejido de un paciente maduro como material inicial.

Estos diminutos órganos en placas de Petri permiten a los científicos estudiar el desarrollo normal de los órganos y se emplean para averiguar dónde fallan estas partes del cuerpo, generando cáncer y otros trastornos.

«Los modelos tridimensionales de laboratorio de esófagos humanos son muy necesarios, sobre todo porque la anatomía de los ratones es muy diferente a la humana», explica Rebecca Fitzgerald, investigadora de cáncer de esófago en la Universidad de Cambridge que no participó en el estudio.

Como los organoides pueden ser una especie de sustituto del órgano real, también pueden utilizarse para probar medicamentos y predecir mejor la posible respuesta de los pacientes a diferentes tratamientos. (Por ejemplo, los úteros artificiales podrían ayudar en los partos prematuros.)

«Como los cultivan en una placa de Petri, podemos pinchar y curiosear todo lo que queramos», afirma James Wells, autor principal del nuevo estudio y jefe científico del Centro Infantil de Cincinnati de Medicina con Células Madre y Organoides.

Como seguir una receta

Wells y sus colegas comenzaron con células madre pluripotentes inducidas, un tipo de «célula maestra» con la capacidad de convertirse en cualquier otra célula del cuerpo. Para convertirlas en células esofágicas especializadas, los investigadores añadieron una mezcla de sustancias químicas y proteínas a las células madre.

«Actúan como señales o indicadores que ayudan a guiar a esas células madre pluripotentes inducidas para formar tejidos esofágicos específicos», explica Wells. «Es como seguir una receta».

Un paso clave de la receta fue el gen Sox2 y su proteína asociada, que se ha vinculado a enfermedades esofágicas. El equipo descubrió que este gen desempeña un papel fundamental a la hora de contribuir al desarrollo del esófago en un embrión humano. Tardaron unos dos meses en desarrollar esas bolitas diminutas —cada una de casi un milímetro de ancho— en el laboratorio.

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Wells y su equipo de Cincinatti desarrollan algunos organoides para diagnosticar pacientes con afecciones que afectan al esófago, como defectos congénitos. Forma parte de la iniciativa del hospital de crear miniórganos especializados de pacientes pediátricos con enfermedades gastrointestinales.

«Pongamos que en el hospital han hecho todo lo posible para averiguar qué le ocurre a un paciente empleando todas las pruebas clínicas habituales», explica Wells.

El paciente se coloca en una máquina de resonancia magnética hecha a medida, que genera una imagen en 3D de los órganos del niño. Dicha imagen se envía a un equipo de cirujanos que intenta averiguar si los órganos pueden repararse quirúrgicamente. Mientras tanto, los médicos toman una pequeña muestra de tejido del paciente y la envían al laboratorio de Wells, donde elaboran células madre a partir de la muestra de tejido y, a continuación, desarrolla los organoides. Ser capaz de examinar estos miniórganos de cerca, fuera de un paciente, puede llevar a un diagnóstico.

Nuevas posibilidades

En el futuro, Wells espera ser capaz de desarrollar organoides que puedan trasplantarse a pacientes nacidos con tejido esofágico defectuoso o con una falta del mismo. Afirma que esto también podría funcionar en adultos a quienes han retirado partes del esófago por el cáncer.

«A largo plazo, queremos crear tejidos para ayudar a los cirujanos a reconstruir el esófago en casos en los que falte demasiado como para que el cirujano lo corrija», cuenta Wells. Pero todavía quedan años para eso.

Emplear células madre como material inicial «puede ser una gran ventaja, ya que algunos pacientes podrían no contar con tejido esofágico sano a partir del cual desarrollar un esófago nuevo», afirma Paul Knoepfler, biólogo de células madre de la Facultad de Medicina de la Universidad de California, Davis.

Según él, también es posible que los organoides esofágicos creados mediante células madre en lugar de con tejido del paciente alcancen un mayor tamaño o produzcan más tipos de células naturalmente presentes en el esófago. Algo que faltaba en el esófago en la placa de Petri, por ejemplo: el espacio abierto por el que pasarían los alimentos y los líquidos, llamado lumen.

Este artículo se publicó originalmente en inglés en nationalgeographic.com.