La investigación avanza en todos los sentidos, hasta el punto de que ya se pueden reproducir en un laboratorio mini órganos humanos primarios para modelizar cualquier enfermedad. Es el caso que ha llevado a cabo un equipo del ISCIII, donde han puesto en marcha un nuevo modelo para estudiar el neumococo y la fibrosis. Esta estrategia destaca por haber desarrollado organoides pulmonares o lo que es lo mismo, mini pulmones generados con células troncales pluripotentes embrionarias humanas, cuyo objetivo es imitar la actividad de un pulmón real.
Alberto Zambrano, autor principal del estudio e investigador del ISCIII en la Unidad Funcional de Investigación en Enfermedades Crónicas, explica a Gaceta Médica que, una vez generados estos mini pulmones, introducen la bacteria y se intenta reproducir el tránsito o la infección que tiene lugar en el sistema respiratorio.
“Estos mini pulmones se generan a través de células embrionarias pluripotentes humanas donde está recogida toda la información, toda la estructura y parte de la función del pulmón original, de tal forma que te sirve como modelo del órgano nativo, original”
Alberto Zambrano, autor principal del estudio.
Según explica, han sido capaces de seguir a la bacteria, de estudiar la respuesta alveolar innata del huésped y de reproducir todos los eventos importantes de una enfermedad neumocócica, de tal forma que eso les servirá ahora para ensayar antibióticos o agente antimicrobianos, así como los factores de virulencia que pueden utilizar las bacterias.
Toda una revolución, ahora que cada vez es más complicado trabajar con roedores al exigir muchos criterios éticos. Este modelo ya se ve como una ventaja respecto a otros más tradicionales, apunta el investigador. Sin embargo, Zambrano cree que todavía no se puede sustituir y es partidario de mantener los modelos animales en los laboratorios ya que “un contexto en vivo les da información adicional también, los organoides vienen a ser complementarios de momento”. Sin embargo, Zambrano cree que todavía no se puede sustituir y es partidario de mantener los modelos animales en los laboratorios ya que “un contexto in vivo da una información muy valiosa adicional, los organoides vienen a ser modelos complementarios de momento”.
El investigador del ISCIII pone de manifiesto que este nuevo modelo de mini pulmones es un sistema totalmente sofisticado al representar un pulmón real en pocos milímetros. Y es que no le falta detalle ya que recoge todas las células, desde los conductos (tráquea, bronquios, bronquiolos) hasta los alveolos para representar cualquier enfermedad respiratoria, infecciosa o rara y que, de esta forma, los investigadores puedan comprender mejor su comportamiento cuando ocurre en los humanos.
“Estos pequeños pulmones reproducen bien la estructura y función del órgano original y sirven para modelizar cualquier enfermedad respiratoria humana, lo que facilita la búsqueda de nuevas dianas con interés terapéutico y el ensayo con nuevos compuestos”, recalca el investigador.
Estos organoides tienen varias aplicabilidades desde la modelización de enfermedades, como es el caso del estudio donde han querido analizar el neumococo, una bacteria causante de enfermedades como la neumonía o la meningitis, hasta la evaluación de cualquier compuesto de interés frente a cualquier enfermedad o antibióticos.
Asimismo, Zambrano señala que no podemos olvidarnos de la terapia génica y medicina alternativa ya que en el futuro se podrá generar tejido de paciente para usarlo como “trasplante” si se emplean las llamadas células troncales pluripotentes inducidas específicas del individuo.
Un sinfín de usos con un claro objetivo: modelizar la enfermedad para conocerla mejor y buscar la terapia adecuada a través de múltiples agentes antimicrobianos, agentes antivirales, compuestos frente enfermedades raras o enfermedades oncológicas. Zambrano cuenta que al ser un modelo primario y normal se puede modelizar cualquier enfermedad. “Por ejemplo puedo mutarlo y generar un pequeño tumor o utilizar agentes mutagénicos como el humo de tabaco en forma líquida y ver como está alterando a la genética del propio epitelio pulmonar”, explica.
Los comienzos
Este “modelo ideal” de organoides es algo reciente, no lleva ni diez años en los laboratorios. Alberto Zambrano cuenta que el primer artículo sobre la diferenciación de células pluripotentes a mini pulmón apareció en 2014 y el protocolo en 2015.
Desde ese momento, Zambrano, como buen investigador se interesó y pidió los permisos éticos para poder empezar a trabajar en este tipo de modelos. En primer lugar, en el año 2017, con una estructura bidimensional y más tarde en tres dimensiones, “lo que fue un gran avance ya que reproducía la estructura y su función”. Y hasta hoy numerosas investigaciones que han podido ser llevadas a cabo en estos organoides que, según parece servirán para mucho.
