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| Fuente: News Medical |
Los ensayos toxicológicos y farmacológicos se realizan actualmente con líneas celulares o animales de experimentación, pero ninguno de ellos constituye un sistema ideal. A lo largo de la última década, investigadores de todo el mundo han superado lo que pudo alguna vez imaginarse como de ciencia ficción. Han logrado crear en sus laboratorios, a una escala infinitamente menor y a partir de células humanas, estructuras similares a los órganos que desarrollan sus mismas funciones y que presentan un mejor rendimiento que los sistemas in vitro existentes. Estos órganos en miniatura se conocen como organoides.
Los organoides son cultivos celulares tridimensionales constituidos por células adultas que imitan la organización y la función básicas del tejido de origen. Estos derivan de células madre de un tejido concreto, que son una pequeña subpoblación de células que reside en cada órgano y puede regenerarse durante toda la vida. Al ser clones exactos de los órganos originales del paciente, pueden probarse fármacos y estudiar cómo se forman los tejidos sanos y tumorales.
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| Fuente: Cordis |
Esta técnica, es de creciente uso a nivel mundial y en un futuro puede reemplazar el uso de animales en el laboratorio.
La pionera en este desarrollo fue la investigadora iraní Mina Bissell, de la Universidad de California, en Berkeley, que en la década del 80 logró demostrar que, en cultivos tridimensionales, unas células de glándula mamaria eran capaces de organizarse y sintetizar proteínas de la leche. Estas técnicas fueron la base para que, en 2008, el genetista holandés Hans Clevers tomara células madre de intestino humano y las cultivara rodeadas de un biogel. Allí, para su sorpresa, las células comenzaron a formar una estructura idéntica a la del órgano del que procedían.
“Esto se ha logrado gracias a la maduración de tecnologías como la miniaturización y la microfluídica, que han permitido construir sistemas de células de un órgano de interés organizadas como lo están en el cuerpo humano, en un hábitat en el que pueden circular fluidos –nutrientes, sangre o incluso aire- tal como en su ambiente real”, explica la investigadora.
Como muestra de este avance, científicos en Holanda lograron crear un organoide del intestino de un paciente de 50 años enfermo de fibrosis quística, el cual poseía una extraña mutación. De esta manera, se probaron los efectos de un tratamiento recreando las condiciones exactas del paciente en cuestión. Los efectos positivos mostrados por la pruebas permitieron administrarle el fármaco adecuado y salvar su vida. Esto representa un gran paso para la medicina personalizada.
Actualmente, los científicos han logrado desarrollar otros mini órganos, incluyendo el estómago, el páncreas, el cerebro, y el hígado. Fáciles de manipular, estos organoides arrojan luz acerca de cómo se desarrollan los tejidos y se reparan lesiones. Pero quizás lo más emocionante, dicen muchos investigadores, es su capacidad para tratar enfermedades.
Los organoides tienen muchas ventajas frente a otros sistemas in vitro:
- Al igual que las líneas celulares, presentan una gran capacidad de expansión y, por tanto, constituyen un recurso casi ilimitado.
- A diferencia de las líneas celulares, estos son un reflejo fiel del tejido sano y contienen enzimas necesarias para metabolizar compuestos farmacológicos.
- Solventan la escasez, la variabilidad de lote a lote y los problemas de cultivo in vitro relacionados con las células primarias.
- Ayudan a superar los problemas éticos que plantea la experimentación animal.
- Su origen humano evita resultados falsos positivos o negativos debidos a las diferencias entre especies. Según la Food and Drug Administration (FDA), las drogas probadas en roedores tienen escasa probabilidad de éxito: solo 1 de cada 10 medicamentos que ingresan en ensayos clínicos superan esta fase y logran comercializarse. Incluso, el fracaso en la aprobación de terapias para el cáncer es aún mayor. En el caso de las drogas oncológicas de todo lo que llega a fase 1, es decir, a ensayos clínicos, solo el 5% se va a usar. Estos niveles de fracaso sugieren que los modelos animales que estamos utilizando no son los mejores para estudiar lo que nos pasa a los humanos.
- La diferencia con los cultivos celulares tradicionales en cajas de petri, es que en estos las células no están adecuadamente organizadas en el espacio (están en 2 dimensiones en lugar de 3), y por lo general tienen un solo tipo celular. En los organoides, en cambio, se combinan los distintos tipos celulares que conforman un órgano y se logra así que se comporten como lo haría un órgano en tiempo real.
En conjunto, estas características hacen que los organoides sean idóneos para ensayos estandarizados como los necesarios para evaluar la seguridad y la eficacia de compuestos farmacéuticos.
Naturalmente, existe una amplia variedad de aplicaciones para estos órganos en miniatura, desde la modelización de enfermedades como el cáncer, el desarrollo de medicamentos y ayudar a predecir cómo un individuo responderá a un fármaco haciendo posible la medicina personalizada.
Estos sistemas, impensados en tiempos de los primeros ensayos de Bissell, hoy abren posibilidades que aún no han sido exploradas, y despliegan nuevas preguntas en varios campos. Desarrollos que otrora bien podrían haber sido parte de la literatura de ficción, hoy guardan las claves de lo que mañana podrán ser terapias personalizadas y descartar el uso de animales de laboratorio.
Fuentes:
Muy Interesante https://goo.gl/oqTXR9
Cordis https://goo.gl/B1hmYG
Agencia CTYS https://goo.gl/vwhwhk
News Medical https://goo.gl/zH8foN
