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Salud y Bienestar

AVANCE CIENTÍFICO| Crean riñones humanizados en embriones de cerdo durante 28 días

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Crean riñones humanizados en embriones de cerdo durante 28 días
Células renales humanizadas (fluorescencia roja) dentro del embrión en comparación con un embrión de cerdo de tipo silvestre o 'wildtype'. / Wang, Xie, Li, Li, and Zhang et al. / Cell Stem Cell

Un equipo científico del Instituto de Biomedicina y Salud de Guangzhou (China) ha logrado desarrollar embriones de cerdo, cuyos riñones contienen una combinación de células humanas y porcinas. El objetivo a largo plazo es mejorar esta tecnología para el trasplante de órganos humanos.

El estudio, que se publica hoy en la revista Cell Stem Cell, tiene como uno de sus autores principales al investigador español Miguel A. Esteban, experto en reprogramación celular porcina.

Esta es la primera vez que se consigue cultivar un órgano sólido humanizado dentro de otra especie. En estudios previos se habían utilizado métodos similares para generar tejidos humanos como sangre o músculo esquelético en cerdos.

Los investigadores decidieron centrarse en los riñones porque son uno de los primeros órganos en desarrollarse y también son los que más se trasplantan en medicina humana.

Nuestro método tiene como finalidad crear órganos humanos en cerdos con células de un paciente determinado. Esto evitaría los riesgos de rechazo inmunitario

Miguel A. Esteban, coautor principal del estudio

Según comenta Esteban a SINC, él y su equipo llevan trabajando en este proyecto desde hace cinco años. A diferencia de los xenotransplantes, en los que se utilizan órganos de animales modificados genéticamente, este método “tiene como finalidad crear órganos humanos en cerdos con células de un paciente determinado. Esto evitaría los riesgos de rechazo inmunitario que, por ahora, sí tienen los xenotrasplantes”, subraya.

Hasta ahora, “se habían desarrollado órganos de ratones en ratonas, pero los intentos anteriores de cultivar órganos humanos en cerdos no tuvieron éxito», señala Liangxue Lailíder del trabajo. “Nuestra técnica mejora la integración de células humanas en tejidos receptores y nos permite cultivar órganos humanos en cerdos”, destaca.

Los investigadores reconocen que la integración de células madre humanas en embriones de cerdo ha sido un gran reto “debido a que las células porcinas superan a las humanas y ambas tienen necesidades fisiológicas distintas”.

 

Un nicho dentro del embrión porcino

Para superarlo, el equipo creó primero un nicho dentro del embrión porcino para que las células humanas no tuvieran que competir con las del cerdo. “Utilizamos CRISPR Cas9 para manipular genéticamente el embrión unicelular de modo que le faltaran dos genes necesarios para el desarrollo renal”, explica Esteban.

Después, los autores modificaron células madre pluripotentes humanas —aquellas con potencial para convertirse en cualquier tipo de célula— para hacerlas más susceptibles de integración y menos propensas a la autodestrucción, desactivando temporalmente su apoptosis (muerte celular programada). A continuación, las convirtieron en células denominadas naive o ‘ingenuas’, que son parecidas a las primeras células embrionarias humanas, cultivándolas en un medio especial.

Implantaron 1.820 embriones en 13 cerdas. A los 25 o 28 días interrumpieron la gestación y comprobaron que algunos de ellos habían producido riñones humanizados

Posteriormente, antes de implantar los embriones en desarrollo en las cerdas, cultivaron las quimeras en condiciones mejoradas para proporcionar nutrientes y señales únicas tanto a las células humanas como a las porcinas, ya que ambos tipos suelen tener necesidades distintas.

En total, se implantaron 1.820 embriones en 13 cerdas. A los 25 o 28 días, interrumpieron la gestación y extrajeron los embriones para evaluar si las quimeras habían logrado producir riñones humanizados.

Los científicos recogieron cinco embriones quiméricos para analizarlos —dos a los 25 días y tres a los 28 días de la implantación— y comprobaron que tenían riñones estructuralmente normales para su fase de desarrollo y estaban compuestos por entre un 50 % y un 60 % de células humanas.

A los 25-28 días, los riñones estaban en la fase de mesonefros (la segunda fase del desarrollo renal), habían formado túbulos y brotes de células que acabarían convirtiéndose en uréteres que conectaban el riñón con la vejiga.

A los 25-28 días, los riñones estaban en la fase de mesonefros (la segunda fase del desarrollo renal), habían formado túbulos y brotes de células que acabarían convirtiéndose en uréteres que conectaban el riñón con la vejiga

 

Implicaciones éticas

El equipo también investigó si las células humanas contribuían a otros tejidos de los embriones, lo que ocasionaría problemas desde el punto de vista ético. En este sentido, Esteban comenta que encontraron “muy pocas células humanas en otros tejidos y que estas se localizaron principalmente en los riñones”.

“Las implicaciones éticas podrían producirse, sobre todo, si las células fuesen muchas o estuvieran en linajes comprometidos como el neural y germinal, y, especialmente, si estos cerdos llegaran a nacer”, explica Esteban.

“De todos modos —añade— estamos siendo muy cautos y moviendo todo paso a paso para evitar sorpresas. Una de nuestras soluciones es modificar genéticamente las células humanas para que no puedan producir esos linajes comprometidos dentro del embrión de cerdo”, aclara.

 

Lo próximo: corazón y páncreas

Tras mejorar las condiciones para cultivar riñones humanizados en quimeras humano-cerdo, el equipo quiere ahora lograr que los riñones se desarrollen durante más tiempo. También está trabajando para generar otros órganos humanos en cerdos, como el corazón y el páncreas.

A la pregunta de en qué fase están estos otros proyectos, el investigador español comenta: “Aún no hemos prolongado la gestación de embriones de cerdo con riñón humano, estamos estudiando como hacerlo de manera eficiente y segura. Pero nuestros estudios para crear otros órganos humanos —en un estadio temprano del desarrollo embrionario— en embriones de cerdo están muy avanzados”.

A largo plazo, el objetivo es mejorar esta tecnología para el trasplante de órganos humanos, pero los investigadores reconocen que el trabajo será complejo y podría llevar muchos años.

“Como los órganos no están compuestos por un solo linaje celular, para tener un órgano en el que todo proceda del humano, probablemente tendríamos que diseñar los cerdos de una forma mucho más compleja y eso también conlleva algunos retos adicionales”, adelanta Esteban.

Nuestros estudios para crear otros órganos humanos —en un estadio temprano de desarrollo— en embriones de cerdo están muy avanzados

Miguel A. Esteban

En concreto, agrega, “habría que hacer modificaciones de más genes en el cerdo, pero creo que es posible y tenemos una plataforma excepcional para la manipulación genética de estos animales”.

Mientras tanto, “nuestro método proporciona una ventana para estudiar el desarrollo humano”, señala Esteban, “por ejemplo, podemos rastrear las células humanas que inyectamos y manipularlas para poder estudiar enfermedades y cómo se forman los linajes celulares”.

El investigador español destaca que tanto él como sus colegas son conscientes de que “aún faltan años para que estos órganos estén disponibles en la práctica clínica y que habrá una serie de barreras moleculares que solucionar”. Sin embargo, “tras este primer avance importante, estamos ilusionados de los próximos pasos que puedan darse”.

Referencia:

Jiaowei Wang et al. «Generation of a Humanized Mesonephros in Pigs from Induced Pluripotent Stem Cells via Embryo Complementation». Cell Stem Cell, 2023.

Fuente: SINC
Derechos: Creative Commons.

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Metformina: el posible fármaco antienvejecimiento

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Metformina fármaco antienvejecimiento
Metformina: el posible fármaco antienvejecimiento-PEXELS

La metformina es actualmente una de las moléculas más prometedoras en la lucha contra el envejecimiento, las enfermedades cardiovasculares y ciertos tipos de cáncer. Aunque este medicamento ya se emplea para tratar la diabetes, la posibilidad de utilizarlo también como fármaco antienvejecimiento es muy emocionante.

Para profundizar en este tema, el programa ‘Todo es mentira’ entrevistó a Salvador Macip, catedrático de la Universidad de Leicester, para explicar en qué consiste la metformina: «Es un medicamento administrado a pacientes con diabetes que se ha asociado con una mayor esperanza de vida en comparación con aquellos que no lo toman».

Se está investigando si personas no diabéticas podrían beneficiarse de este fármaco

Según Salvador, estos hallazgos han llevado a considerar que la metformina podría tener efectos antienvejecimiento, al menos en personas diabéticas: «Ahora se está investigando si personas no diabéticas podrían beneficiarse de este fármaco».

Sin embargo, aunque el potencial de esta sustancia como herramienta contra el envejecimiento parece prometedor debido a sus efectos en las células y el metabolismo, el catedrático advierte que se necesitan más investigaciones y experimentos para confirmarlo.

«El objetivo no es simplemente vivir más años, sino vivir mejor durante esos años», señala el catedrático. Estos fármacos, como la metformina, buscan mejorar la calidad del envejecimiento al abordar el deterioro celular que afecta la salud con el paso del tiempo.

«¿Podríamos llegar a vivir hasta los 200 años?» preguntó Risto Mejide, a lo que el investigador respondió: «Una vez que comprendemos por qué envejecemos, estamos bastante cerca. En teoría, sí podríamos. De hecho, podríamos llegar a ser inmortales». También señaló que hay animales, como ciertas medusas y la hidra, que ya exhiben esta característica.

Metformina: Explorando su Potencial como Fármaco Antienvejecimiento

En los últimos años, la metformina, un medicamento comúnmente utilizado para tratar la diabetes tipo 2, ha estado recibiendo atención creciente debido a su potencial como fármaco antienvejecimiento. Esta molécula, cuyo uso principal es controlar los niveles de glucosa en sangre, ha mostrado efectos interesantes que podrían extender más allá de su aplicación original. Vamos a explorar sus efectos positivos y negativos desde una perspectiva científica.

Efectos Positivos:

  1. Potencial para Aumentar la Longevidad: Estudios preclínicos han sugerido que la metformina puede extender la vida útil en diversos organismos, desde gusanos hasta ratones. Si bien los efectos en humanos aún no están completamente establecidos, la metformina parece actuar sobre procesos biológicos asociados con el envejecimiento.
  2. Modulación del Metabolismo: La metformina actúa principalmente reduciendo la producción de glucosa en el hígado y mejorando la sensibilidad a la insulina en los tejidos periféricos. Estos efectos podrían tener implicaciones positivas en la prevención de enfermedades relacionadas con el envejecimiento, como la diabetes y las enfermedades cardiovasculares.
  3. Efectos Antioxidantes: Se ha sugerido que la metformina puede tener propiedades antioxidantes, lo que significa que podría ayudar a proteger las células del daño oxidativo asociado con el envejecimiento y otras enfermedades crónicas.
  4. Activación de Pathways de Longevidad: La metformina parece influir en vías celulares clave relacionadas con la longevidad, como la vía AMPK (proteína quinasa activada por AMP) y mTOR (diana de rapamicina en mamíferos), que están implicadas en la regulación del metabolismo y la longevidad celular.

Efectos Negativos:

  1. Efectos Gastrointestinales: La metformina puede causar efectos secundarios gastrointestinales, como diarrea, náuseas o malestar estomacal, especialmente al iniciar el tratamiento. Estos síntomas suelen ser transitorios y pueden disminuir con el tiempo o ajustando la dosis.
  2. Riesgo de Acidosis láctica: Aunque raro, el uso de metformina se ha asociado con el riesgo de acidosis láctica, una complicación metabólica potencialmente grave. Este riesgo es mayor en individuos con insuficiencia renal o en situaciones que aumentan la acumulación de lactato en el cuerpo.
  3. Deficiencia de Vitamina B12: El uso prolongado de metformina puede estar relacionado con una disminución en los niveles de vitamina B12, lo que puede afectar la salud neurológica y hematológica a largo plazo.
  4. Interacciones con otros Medicamentos: La metformina puede interactuar con ciertos medicamentos, lo que podría requerir ajustes en las dosis o supervisión médica.

Conclusiones:

Si bien la metformina muestra promesas como fármaco antienvejecimiento, es importante destacar que su uso con este propósito aún está en investigación y no se recomienda actualmente fuera del tratamiento de la diabetes tipo 2 u otras condiciones médicas para las cuales está aprobada. Los efectos positivos potenciales deben sopesarse cuidadosamente con los posibles efectos adversos, y siempre se debe buscar orientación médica antes de considerar su uso con fines antienvejecimiento.

En resumen, la investigación sobre el potencial de la metformina como fármaco antienvejecimiento es emocionante pero todavía está en sus etapas iniciales. Se necesitan más estudios clínicos en humanos para comprender mejor su seguridad y eficacia en este contexto antes de que pueda ser considerada una intervención estándar para contrarrestar el proceso de envejecimiento.

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