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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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¿Qué le pasa a tu cuerpo cuando no desayunas?

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¿Qué le pasa a tu cuerpo cuando no desayunas?

Se suele decir que el desayuno es la comida más importante del día, y una señal muy evidente está en la raíz etimológica de la palabra en español: es la ruptura del ayuno al que nos sometemos cuando dormimos (otros idiomas simplemente lo definen como «primera comida del día»).

Técnicamente, entonces, siempre habrá una ruptura del ayuno, así sea el almuerzo, salvo que uno de se haya embarcado en una huelga de hambre o algo así, pero el desayuno entendido como la primera comida de la mañana, esa que ingerimos antes de comenzar el día, resulta de gran importancia, tal como se ha sugerido.

El desayuno

Según varios estudios, la principal razón para no desayunar suele ser sencillamente que muchos no sienten apetito en la mañana, enseguida después de levantarse.

En estos casos, los expertos recomiendan comenzar por algo pequeño como un batido o un licuado, al mismo tiempo que una cena liviana y recortar el consumo de alcohol o de bocadillos antes de ir a dormir.

Aunque en situaciones puntuales y con determinados alimentos (como un consumo elevado de carbohidratos) el desayuno puede traer ciertos riesgos asociados a la salud, los médicos recomiendan ingerir entre 300 y 500 calorías dentro de la hora o las dos horas después de haberse levantado.

Lo ideal es consumir alimentos ricos en fibras, proteínas y carbohidratos complejos.

Esto es lo que le pasa a tu cuerpo cuando no desayunas:

Baja el nivel de azúcar en la sangre

Desayunar ayuda a restaurar los glucógenos y a estabilizar los niveles de insulina. Cuando esto no sucede tiendes a sentirte luego más hambriento, y también malhumorado y fatigado.

El metabolismo

Otros estudios han probado que el desayuno acelera el metabolismo y hace que el cuerpo queme más calorías a lo largo del día. Cuando ayunas por mucho tiempo, el cuerpo comienza a actuar de un modo defensivo, intentando protegerse, y almacena la mayor cantidad de calorías posible.

Se altera la hormona del estrés

El desayuno tiene un efecto positivo sobre el cortisol, la hormona que se libera como respuesta al estrés, que también tiene como función incrementar el nivel de azúcar en la sangre.

Si no desayunas los niveles de cortisol tienden a mantenerse muy altos, generando una sensación de nerviosismo o agitación.

Efectos sobre el corazón

Una ausencia de desayuno sostenida puede generar mayores riesgos cardíacos asociados a la presión alta, la obesidad, el colesterol y la diabetes. Un estudio conducido por Harvard con participantes hombres de entre 45 y 82 años, demostró que los que nunca desayunaban tenían un riesgo 27% mayor de experimentar enfermedades cardíacas.

¿Qué es el ayuno intermitente? ¿Tiene beneficios para la salud?

El ayuno intermitente significa que no comes durante un período cada día o semana. Algunos enfoques populares para el ayuno intermitente incluyen:

  • Ayuno de días alternos. Sigue una dieta normal un día y ayuna completamente o haz una pequeña comida (menos de 500 calorías) al día siguiente.
  • Ayuno 5:2. Come una dieta normal cinco días a la semana y ayuna dos días a la semana.
  • Ayuno diario con tiempo restringido. Come con normalidad, pero solo dentro de un lapso de ocho horas cada día. Por ejemplo, no desayunes, pero almuerza al mediodía y cena a las 20:00

Algunos estudios sugieren que el ayuno en días alternos es casi tan eficaz como una típica dieta baja en calorías para bajar de peso. Eso parece razonable porque reducir la cantidad de calorías que comes debería ayudarte a perder peso.

¿Puede el ayuno intermitente mejorar tu salud? Perder peso y hacer actividad física ayuda a reducir el riesgo de enfermedades relacionadas con la obesidad, como la diabetes, la apnea del sueño y algunos tipos de cáncer. Para estas enfermedades, el ayuno intermitente parece ser tan beneficioso como cualquier otro tipo de dieta que reduce las calorías totales.

Algunas investigaciones sugieren que el ayuno intermitente puede ser más beneficioso que otras dietas para reducir la inflamación y mejorar las afecciones asociadas con la inflamación, por ejemplo:

  • Enfermedad de Alzheimer
  • Artritis
  • Asma
  • Esclerosis múltiple
  • Accidente cerebrovascular

Es importante señalar que el ayuno intermitente puede tener efectos secundarios desagradables, pero normalmente desaparecen en un mes. Los efectos secundarios pueden incluir los siguientes:

  • Hambre
  • Fatiga
  • Insomnio
  • Náuseas
  • Dolores de cabeza

El ayuno intermitente es seguro para mucha gente, pero no para todos. Saltarte las comidas puede no ser la mejor manera de controlar tu peso si estás embarazada o amamantando. Si tienes cálculos renales, reflujo gastroesofágico, diabetes u otros problemas médicos, habla con tu médico antes de comenzar el ayuno intermitente.

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