Expertos del Centro de Medicina Regenerativa de Barcelona (CMRB), del Salk Institute de California y del Hospital Clínic de Barcelona han obtenido estructuras renales tridimensionales en cultivo utilizando células madre humanas. Un equipo dirigido por Juan Carlos Izpisúa Belmonte, director del CMRB, lo ha conseguido. Y no solo esto, han demostrado que las células así creadas son capaces de agregarse en cultivo formando estructuras renales tridimensionales, virtualmente indistinguibles a los riñones embrionarios.
Este estudio ha sido publicado en la prestigiosa revista Nature Cell Biology supone una revolución en el campo de la biomedicina, ya que los tejidos renales obtenidos serán una valiosa herramienta, a disposición de toda la comunidad científica, para investigar el desarrollo del riñón humano, las causas de las enfermedades renales y probar fármacos en cultivo. Los tejidos renales obtenidos serán una valiosa herramienta para investigar el desarrollo del riñón humano y las causas de las enfermedades renales.
En los casos más graves, las enfermedades renales son incurables y los pacientes requieren diálisis o trasplante renal. “La obtención de estos primordios celulares genera esperanzas para
pensar que un día podamos usar nuestras propias células para regenerar
nuestros órganos enfermos, solucionando, con ello, la escasez de órganos
para trasplantes”, explica Izpisúa.
Recientemente otros equipos investigadores habían descrito la
creación de primordios de cerebro y de hígado a partir de células madre
humanas. Así, un grupo japonés creó yemas de hígado funcionales, y un
equipo de Viena consiguió microcerebros.
Una nueva tecnología
Para crear estas estructuras renales tridimensionales, los
investigadores de Barcelona y de California utilizaron células madre
embrionarias y células iPS obtenidas a partir de células humanas de la
piel.
Los investigadores desarrollaron un protocolo mediante el cual
consiguieron convertir las células madre en células progenitoras del
sistema de filtración y colección renal en tan solo cuatro días en
cultivo. Una vez conseguidas estas células las pusieron en cultivo
conjuntamente con células del blastema metanéfrico de ratón (una
estructura del riñón embrionario).
El resultado fue que los dos tipos de células se ensamblaron formando
estructuras tridimensionales similares al riñón embrionario, con un
sistema colector exclusivamente formado por células humanas. Con el
tiempo, estas células progenitoras humanas recapitularon, en cultivo,
los procesos de desarrollo del riñón humano.
“No solo es la primera vez que somos capaces de generar tejidos
renales en cultivo, sino que nuestros estudios han permitido la
formación de estructuras tridimensionales típicas de órganos humanos”,
explica Ignacio Sancho-Martínez, primer autor del trabajo. “Estas nos
permitirán estudiar el desarrollo del riñón e investigar las causas que
dan lugar a la aparición de ciertas enfermedades renales”, añade Núria
Montserrat, coautora del trabajo.
De hecho, el equipo de Izpisúa evaluó la aplicación de la metodología
desarrollada como posible plataforma para el descubrimiento de fármacos
y estudios de modelaje de enfermedades renales. Para ello generaron
células madre iPS de dos pacientes diagnosticados con enfermedad
poliquística renal, una enfermedad de origen genético en la que se
desarrollan múltiples quistes en el riñón.
Con estas células, los investigadores también fueron capaces de
conseguir células progenitoras del riñón con capacidad de agregarse con
células de ratón para formar pequeños primordios de riñón. “Uno de los aspectos clínicos importantes del presente trabajo es que
hace posible reproducir en el laboratorio enfermedades renales humanas y
valorar distintas estrategias terapéuticas en modelos in vitro”, aclara
Josep Maria Campistol, director del Instituto Clínic de Nefrología y
Urología del Hospital Clínic de Barcelona y miembro de la Universidad de
Barcelona y el IDIBAPS, quien también participó en el estudio.
“Este trabajo hace posible reproducir en el laboratorio enfermedades
renales humanas y valorar distintas estrategias terapéuticas en modelos
in vitro”
Un gran salto para la medicina regenerativa
La elevada incidencia y el pobre pronóstico de las enfermedades
renales son un grave problema de salud pública. El riñón es un órgano
con muy poca capacidad de autorepararse, así que urge conocer mejor el
desarrollo y la fisiología de este órgano.
Hasta la fecha no se habían conseguido generar células de riñón en
cultivo, siendo este un cuello de botella en la investigación de las
enfermedades renales. Además, el riñón tiene una estructura
tridimensional muy compleja en la que intervienen muchos tipos
celulares.
Según los expertos, este estudio, en el que se ha descrito la creación de minisistemas colectores renales, impulsa el campo de la regeneración renal y acerca la meta de conseguir riñones creados a partir de células madre.
Referencia bibliográfica:
Yun Xia, Emmanuel Nivet, Ignacio Sancho-Martínez, Thomas Gallegos, Keiichiro Suzuki, Daiji Okamura, Min-Zu Wu, Ilir Dubova, Concepción Rodríguez Esteban, Núria Montserrat, Josep Maria Campistol y Juan Carlos Izpisúa Belmonte. “Directed differentiation of human pluripotent cells to ureteric bud kidney progenitor-like cells”. Nature Cell Biology, 17 de noviembre de 2013. DOI: 10.1038/ncb2872
Esta investigación ha sido posible gracias a la Fundación privada Cellex. También se ha financiado con ayudas de la Fundació La Marató de TV3, el CIBER-BBN y el Ministerio de Economia y Competitividad (TERCEL-ISCIII- MINECO).
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