Más de 93,000 personas en los EE. UU. necesitan un trasplante de riñón. Nuestros riñones son órganos delicados que pueden verse dañados por una mala alimentación, el consumo excesivo de alcohol o medicamentos antiinflamatorios y la presión arterial alta, entre otros factores. También son enormemente complejos; cada riñón contiene alrededor de un millón de nefronas, filtros intrincados que dejan pasar líquidos y productos de desecho mientras retienen células sanguíneas, proteínas y minerales.
Aunque, en el mejor de los casos, faltan años para un riñón artificial en pleno funcionamiento, los científicos están haciendo progresos incrementales en la replicación de estos órganos vitales. Un equipo de la Universidad de Kumamoto en Japón acaba de lograr recrear una parte integral de los riñones que a menudo se pasa por alto: un tejido conectivo llamado estroma.
En su artículo, publicado ayer en Nature Communications, el equipo describe cómo utilizaron células madre pluripotentes de ratones para crear progenitores estromales, uno de los tres tipos de células clave que terminan convirtiéndose en riñones funcionales, cada uno de los cuales desempeña un papel esencial en la función del órgano. Los progenitores del estroma se convierten en estroma, el tejido que rodea las nefronas y los conductos ureterales.
El equipo señaló que aunque otros estudios han podido crear nefronas y conductos ureterales a partir de células madre, estos no funcionaron completamente como lo harían en riñones reales debido a la ausencia de células estromales, que son cruciales para la señalización celular. El equipo tomó células madre embrionarias de ratones y las indujo a diferenciarse en células estromales específicas de riñón, utilizando un coctel de productos químicos destinados a imitar a los que ocurrirían in vivo.
Cuando combinaron las células estromales con nefronas y células de yema ureteral (que también crearon a partir de células madre), el resultado fue un "tejido 3D similar a un riñón, que consiste en túbulos ampliamente ramificados y varias otras estructuras específicas de los riñones".
Según los investigadores, esta es la estructura renal más compleja que se ha generado desde cero en un laboratorio. Aunque este estudio se realizó en ratones, el equipo observó que ya había creado los dos primeros componentes renales (progenitores de nefronas y brotes ureterales) a partir de células madre pluripotentes inducidas por humanos (iPSC). Si también pueden crear células estromales a partir de iPSC, dijeron, "debería ser posible lograr un riñón humano igualmente complejo".
Se ha avanzado tanto hacia los riñones de reemplazo biológicos, es decir, riñones 'vivos' basados en células humanas o animales, como artificiales, hechos de material no orgánico que es capaz de imitar procesos biológicos. Por ejemplo, en 2020, un equipo de investigadores de ingeniería química de la Universidad de Arkansas utilizó una malla porosa hecha de platino para recrear la función de transporte de iones de las nefronas (el transporte de iones es la segunda fase del filtrado que realizan las nefronas).
El equipo de Arkansas argumentó que, en última instancia, los riñones sintéticos podrían funcionar mejor que los de base biológica, ya que estos últimos tienen problemas para replicar la función renal sin la señalización física y hormonal que controla los órganos reales.
Probablemente haya oído hablar del trasplante reciente en el que se implantó el corazón de un cerdo en un paciente humano vivo por primera vez, y el hombre todavía está vivo semanas después. Para lograr que su cuerpo aceptara el corazón en lugar de atacarlo de inmediato como un invasor, los científicos tuvieron que realizar modificaciones genéticas significativas en el ADN del cerdo para evitar una respuesta inmunitaria en el receptor y limitar el crecimiento del corazón una vez implantado.
El cultivo de órganos en animales editados genéticamente para trasplantarlos a humanos es una tercera posibilidad más allá de los órganos artificiales basados en células y completamente sintéticos que podrían suceder, aunque las implicaciones éticas son algo turbias (piense en una versión animal de Never Let Me Go de Ishiguro).
Los científicos seguirán trabajando para avanzar en estas diversas formas de creación de órganos humanos ex vivo. Es probable que una solución viable requiera juntar muchos avances realizados por diferentes equipos, poniendo de relieve cuán complejos son realmente nuestros cuerpos y órganos.
El Dr. Ryuichi Nishinakamura, quien dirigió el estudio de la Universidad de Kumamoto, es optimista sobre los riñones artificiales basados en células. “Ahora estamos trabajando muy duro para generar un riñón humano completamente funcional”, dijo. “Esperamos utilizar nuestros desarrollos para detectar medicamentos para diversas enfermedades y para trasplantes a largo plazo”.
Fuente: https://singularityhub.com
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