Desenvolven na China riles humanizados dentro de embrións de porco durante 28 días

Un equipo de científicos desenvolveu, por primeira vez, embrións de porco con riles que contiñan entre un 50 e un 60 % de células humanas e que, tras 28 días de xestación nese animal, amosaban unha estrutura normal para a súa fase de desenvolvemento.

Os chamados embrións quimera conteñen células de dúas especies, neste caso de humano e porco, e é unha liña de investigación na aínda afastada posibilidade de xerar órganos humanos noutros animais para transplantes.

Investigadores chineses publican estes resultados na revista Cell Stem Cell. Sinalan que é a primeira vez que se logra cultivar un “órgano sólido humanizado” noutra especie, aínda que si que se usaron métodos similares para xerar tecidos humanos como sangue ou músculo esquelético en porcos.

O equipo, encabezado polos Institutos de Biomedicina e Saúde de Guangzhou (A China), creou con éxito eses embrións quiméricos e transferiunos a porcas, cuxos riles humanizados en desenvolvemento presentaban unha estrutura e unha formación de túbulos normais ao cabo de 28 días.

Os investigadores centráronse nos riles porque son un dos primeiros órganos en desenvolverse e tamén son os máis transplantados en medicina humana.

Un primeiro paso

Ata o de agora producíronse órganos de rata en ratos e viceversa, pero os intentos de cultivar órganos humanos en porcos non tiveran éxito.

O equipo chinés probou un enfoque que mellora a integración das células humanas, explicou o coordinador do estudo.

O primeiro paso foi crear un “nicho” dentro do embrión porcino para que as células humanas non tivesen que competir coas de porco.

Para iso, usaron a ferramenta de edición xenética CRISPR, coa que deseñaron un embrión unicelular porcino ao que lle faltaban dous xenes necesarios para o desenvolvemento renal.

Despois, deseñaron células nai pluripotentes humanas (que teñen o potencial de converterse en calquera tipo de célula) para facelas máis susceptibles á integración.

Antes de implantar os embrións en desenvolvemento ás porcas, os investigadores cultivaron as quimeras en condicións optimizadas para proporcionar nutrientes e sinais únicos tanto ás células humanas como ás porcinas, xa que adoitan ter necesidades dispares.

Os investigadores transferiron 1.820 embrións a 13 animais e ao cabo dun período de 25 a 28 días, interromperon a xestación e extraeron os embrións para avaliar se as quimeras lograran producir riles humanizados.

Analizáronse cinco embrións quiméricos (dous de 25 días de implantación e tres de 28 días) en que os riles humanizados eran “estruturalmente normais para a súa fase de desenvolvemento e estaban compostos por un 50-60 % de células humanas”.

Os riles estaban na etapa de mesonefros (a segunda etapa do desenvolvemento renal), formaran túbulos e brotes de células que eventualmente se converterían en uréteres que conectarían o ril coa vexiga.

Implicacións éticas

O equipo investigou ademais se había células humanas noutros tecidos dos embrións, o cal podería ter implicacións éticas, sobre todo se se atopaban abundantes células humanas en tecidos neurales ou da liña xerminal e os porcos chegasen a desenvolverse de todo.

Con todo, as células humanas localizábanse, sobre todo, nos riles, mentres que o resto do embrión estaba composto por células porcinas.

“Se se crea un nicho no embrión porcino, as células humanas van parar de forma natural a eses espazos", explicou o autor principal Zhen Dai, do Instituto de Biomedicina e Saúde de Guangzhou.

O investigador asegurou que viron “moi poucas” células neuronais humanas no cerebro e a medula e “ningunha” na crista xenital, o que indica que “as células nai pluripotentes humanas non se diferenciaron en células xerminais”.

É un avance importante

Este traballo achega “avances importantes nunha das vías que máis interese suscitou ao longo dos últimos anos” para desenvolver un modelo de produción de órganos aptos para transplante mediante o uso de porco como animal vehicular, en opinión do nefrólogo español Rafael Matesanz, alleo ao estudo.

O creador da Organización Nacional de Transplantes, citado por Science Media Centre (unha plataforma que ofrece fontes científicas aos xornalistas), lembrou as investigacións pioneiras do científico español Juan Carlos Izpisúa, que demostrou a posibilidade de hibridación entre dúas especies.

O equipo de investigadores chineses agora conseguiron que os riles humanizados se desenvolvesen durante máis tempo e queren traballar para xerar outros órganos humanos en porcos, como o corazón e o páncreas.

Aínda que o obxectivo a longo prazo é optimizar esta tecnoloxía para o transplante de órganos humanos, o equipo recoñece que o traballo será complexo e podería levar moitos anos.

Cultivar un órgano humanizado plenamente funcional nun porco requiriría algúns pasos adicionais, porque os órganos compóñense de múltiples tipos de células e tecidos.

Neste estudo, os investigadores crearon un nicho só para un subconxunto de células, o cal significa que os riles tiñan células vasculares derivadas de porcos, e isto podería provocar o rexeitamento do órgano se se utilizasen nun escenario de transplante, polo que aínda fai falta moita investigación.

Polo momento, esta tecnoloxía, segundo o tamén asinante Miguel Esteban, do Instituto de Biomedicina e Saúde de Guangzhou, “proporciona unha xanela para estudar o desenvolvemento humano" e as enfermidades do desenvolvemento.