Hacen funcionar un hígado con células madre y andamios artificiales en ratones

Uno de los campos más prometedores de la medicina regenerativa está en la fabricación de tejidos biosintéticos o biosimilares, es decir, criar y ensamblar células capaces de formar partes de órganos a implantar en pacientes, sin generar rechazo. El hígado es un territorio complicado en el que se acaba de dar un nuevo paso con éxito en ratones.

En la Universidad de Edimburgo (Reino Unido), el equipo del doctor David Hay usó células madre –que pueden convertirse en células de cualquier parte del cuerpo– y una especie de andamiaje microscópico a base de un polímero para fabricar higaditos (o parte de los mismos) de ratón.

Los científicos tomaron células madre embrionarias humanas e indujeron células madre pluripotentes (células adultas, de piel, por ejemplo, a las que se convierte en células madre). Las estimularon cuidadosamente para desarrollar las características de las células hepáticas, los llamados hepatocitos. Cultivaron estas células como pequeñas esferas en un plato durante más de un año en laboratorio. No se les murieron, lo cual ya es en sí todo un éxito, tal como publican en Archives of Toxicology.

"Esta es la primera vez que alguien ha mantenido vivo el tejido hepático derivado de células madre durante más de un año en el laboratorio", apunta Hay. "Las células vivas y estables como células hepáticas durante mucho tiempo son un paso muy difícil, pero crucial si esperamos utilizar esta tecnología en las personas", apunta desde Edimburgo.

Hacer crecer células sobre un andamiaje

Los científicos luego colaboraron con químicos e ingenieros de materiales para identificar polímeros adecuados ya aprobados para su uso en humanos, con el fin de desarrollarlos en andamios tridimensionales. El mejor material fue un poliéster biodegradable, policaprolactona, que se hiló en fibras microscópicas. La malla de fibra formó un andamio de un centímetro cuadrado y unos pocos milímetros de grosor. Ya estaba listo el esqueleto de la escultura biológica, de forma parecida a este avance presentado en California en diciembre de 2017:

En este caso, no era tan importante la forma o doblez que iba adquiriendo el conjunto de células, como que creciesen de forma coherente por la malla y se mantuvieran con vida, capaces de realizar sus funciones hepáticas.

Los vasos sanguíneos crecieron con éxito en los andamios y se encontró que los ratones tenían proteínas hepáticas humanas en la sangre, lo que indica que el tejido se había integrado con éxito con el sistema circulatorio. Ni andamios ni células criadas en cautividad fueron rechazadas por el sistema inmune de los animales tras el implante.

Andamio de un polímero biodegradable sobre el que crecieron células para reconstruir un hígado

El experimento se hizo en ratones con tirosinemia, un trastorno genético potencialmente mortal en el que las enzimas del hígado que descomponen el aminoácido tirosina son defectuosas. Eso provoca la acumulación de productos tóxicos.

El tejido hepático implantado ayudó a los ratones con tirosinemia a descomponer la tirosina. En comparación con los ratones de un grupo control que recibió andamios vacíos de células, los ratones con implantes hepáticos perdieron menos peso, tuvieron menos acumulación de toxinas en la sangre y mostraron menos signos de daño hepático.

El doctor Hay espera que "implantes como estos puedan un día ser capaces para ayudar a las personas con problemas de hígado. Colocar los andamios debajo de la piel tiene la gran ventaja de ser algo menos invasivo y potencialmente más seguro que insertar injertos de tejido en el abdomen".