Una investigación liderada por el Institut de Bioenginyeria de Catalunya (IBEC) ha descubierto cómo producir organoides de riñón en grandes cantidades de manera rápida y asequible. El avance sienta las bases para mejorar los órganos donados para trasplantes y en un futuro, posiblemente, para regenerar los riñones de algunos pacientes de manera que no necesiten ser trasplantados.
Cuatro hospitales de Galicia, Catalunya, Madrid y Cantabria han iniciado un proyecto de investigación auspiciado por la Organización Nacional de Trasplantes (ONT) para implantar organoides en riñones de donantes, informa a La Vanguardia Beatriz Domínguez-Gil, directora de la ONT y coautora de la investigación liderada por el IBEC. El objetivo es evaluar la viabilidad y el potencial de la técnica, por lo que no se espera que ningún paciente reciba organoides a corto plazo, advierte Domínguez-Gil, pero “es una tecnología prometedora que puede aumentar la disponibilidad de órganos para trasplante en un futuro”.
Los organoides son tejidos creados en laboratorio a partir de células madre y que reproducen las propiedades de diferentes órganos a pequeña escala. Han levantado grandes expectativas en el campo de la medicina regenerativa y de los trasplantes, pero su desarrollo se ha visto limitado por las dificultades técnicas para reproducir la complejidad de los órganos reales, así como por las dificultades para producirlos a gran escala de manera asequible.
Cuatro hospitales de Galicia, Catalunya, Madrid y Cantabria inician un proyecto de investigación para implantar los organoides en riñones donados
La investigación liderada por el IBEC resuelve en gran parte los dos problemas en el caso del riñón. Creando las condiciones de cultivo adecuadas en laboratorio, ha logrado producir los organoides en lotes de 30.000 unidades, cuando al inicio del proyecto no se conseguían más de 100.
Aunque los organoides obtenidos apenas miden 0,1 milímetros de diámetro, con la técnica del IBEC adquieren toda la diversidad de células de los nefrones (los componentes básicos que filtran la sangre en los riñones). Y una vez se implantan en riñones reales, se integran, sobreviven, no desencadenan una reacción inmune de rechazo y permiten que los riñones funcionen con normalidad.
Organoide de riñón con diferentes componentes identificados con colores distintos
“Necesitábamos que fueran al mismo tiempo muy pequeños para implantarlos a través de la arteria renal y de muy alta calidad” para que funcionaran como nefrones, señala la bioingeniera Núria Montserrat, directora de la investigación y actual consellera de Recerca i Universitats, que dedicó casi una década a este proyecto en su etapa en el IBEC.
Los resultados se han presentado hoy en Nature Biomedical Engineering, que recibió la primera versión del artículo científico el 17 de abril de 2023, antes de que Montserrat se incorporara a la Generalitat, aunque, como es habitual en investigaciones disruptivas y de alta complejidad, el proceso de revisión y publicación ha sido largo.
La bioingeniera Núria Montserrat, consellera de Recerca i Universitats, lideró el proyecto durante su etapa como investigadora del IBEC
Los datos publicados detallan, por un lado, cómo obtener organoides de riñón a partir de células madre humanas; por otro, cómo implantarlos en riñones de cerdo para que sobrevivan y sean funcionales. Los riñones porcinos con organoides humanos se han trasplantado con éxito en cerdos vivos. Se han utilizado riñones de cerdo únicamente para ensayar la técnica como paso previo a aplicarla en órganos humanos, no con la perspectiva de crear riñones híbridos de cerdos y humanos en un futuro.
Para ayudar a que avance este campo de investigación, “ponemos la tecnología a libre disposición de investigadores de todo el mundo que la quieran utilizar”, declara Montserrat.
Los investigadores Elena Garreta, Daniel Moya-Rull, Alberto Centeno y Núria Montserrat, en un laboratorio del IBEC
La aplicación más inmediata, en la que ya está trabajando un equipo del IBEC, es la búsqueda de fármacos a partir de moléculas catalogadas en quimiotecas. Al producirse los organoides en grandes cantidades, se puede hacer un análisis masivo de moléculas para ver cuáles de ellas tienen potencial para enfermedades renales.
Otra aplicación en que se ha empezado a trabajar consiste en implantar los organoides en riñones humanos, ya no de cerdos como en la investigación del IBEC. El hospital Universitario de La Coruña, el Clínic de Barcelona, el Ramón y Cajal de Madrid y el Marqués de Valdecilla de Santander participan en el proyecto. Se empezará con riñones donados para trasplante que no pueden utilizarse por no estar en condiciones adecuadas. El objetivo es estudiar si, al implantarles organoides capaces de filtrar sangre, se pueden mejorar. Si la estrategia funciona, en un futuro se podrían trasplantar algunos de los riñones que actualmente se tienen que descartar.
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A más largo plazo, los organoides se podrían implantar directamente en los riñones de pacientes con enfermedades renales. Se podrían producir a partir de células de los propios pacientes, de manera que no habría un problema de rechazo inmunitario. Si los organoides mejoraran lo suficiente la función de los riñones, se evitaría que los pacientes llegaran a necesitar un trasplante.
Por otro lado, la producción de organoides en serie puede acelerar las investigaciones de biología del desarrollo sobre cómo se forman los riñones, lo que puede ser útil para mejorar la prevención, el diagnóstico y el tratamiento de las enfermedades renales genéticas.
Por el contrario, para lo que no se espera que sirva la tecnología desarrollada en el IBEC es para producir riñones completos para trasplante.
