INTESTINO POR ENCARGO

El primer órgano humano completo obtenido de células madre ya es un hecho, se trata de un intestino indistinguible en toda su complejidad del natural, y supone un paso esencial hacia el gran objetivo de la medicina regenerativa: fabricar piezas para trasplante en el tubo de ensayo.

De forma más inmediata, supone un sustrato ideal para investigar las enfermedades intestinales y probar medicamentos contra ellas. El estudio fue publicado en una edición reciente de la revista especializada Nature.

 

El estudio

El equipo de James Wells, del Cincinnati Children's Hospital Medical Center, consiguió transformar células madre humanas en tejido intestinal. Los científicos habían logrado hasta ahora obtener algunos tipos de células diferenciadas, como neuronas de cierta clase, pero esta es la primera vez que obtienen un tejido humano completo, con todos sus tipos celulares organizados como lo están normalmente en un adulto.

Se trata de un paso esencial hacia el objetivo principal de la medicina regenerativa, que es usar los cultivos de células madre para obtener tejidos que puedan trasplantarse a pacientes de enfermedades hoy incurables. El tejido intestinal producido por el equipo de Wells, sin embargo, no sirve para trasplantar, puesto que las células madre iniciales no fueron derivadas de un paciente, y por tanto el tejido no casa genéticamente con él, por lo que habría rechazo si se trasplantara.

Dos tipos de cultivos

Los científicos tuvieron éxito con dos tipos de cultivos: las células madre embrionarias, obtenidas de embriones descartados en los tratamientos de fecundación in Vitro, y las células madre llamadas iPS (induced pluripotent stem cells), o células madre de pluripotencia inducida.

Con las primeras, habría que clonar un embrión para conseguir tejido que case genéticamente con un paciente, y esa técnica no existe aún en humanos. Pero las células iPS se obtienen a partir de simples células de la piel o el cabello de una persona, y por tanto casan genéticamente con ella. Y esta técnica sí se ha demostrado ya en pacientes humanos.

Aunque los trasplantes basados en esta técnica deben aún superar varios escollos técnicos, otras aplicaciones serán más inmediatas. Los tejidos servirán para estudiar con un detalle sin precedentes el proceso de desarrollo del intestino humano, y también -si las células se derivan de un enfermo- los mecanismos exactos que conducen a esa enfermedad.

En experimentos anteriores, otros laboratorios habían logrado transformar las células madre humanas, ya sean embrionarias o iPS, en monocapas -capas de una sola célula de grosor- de hepatocitos, el principal tipo celular del hígado, y también en células endocrinas del páncreas, las que producen la insulina. Ambas se mostraron útiles para tratar, en modelos animales, la enfermedad hepática y la diabetes.

Pero, según Wells, "la generación in vitro de tejidos tridimensionales complejos sigue siendo uno de los principales desafíos" para la traslación a la medicina de estas técnicas.

Tubos de ensayo

Durante el desarrollo normal, las células indiferenciadas del embrión -es decir, las células madre en su contexto natural- se van especializando (diferenciando, en la jerga) paso a paso, según se van exponiendo a una serie ordenada de señales externas, o factores de crecimiento, producidos por otras células vecinas. La nueva técnica se basa en imitar ese proceso en el tubo de ensayo, añadiendo esos mismos factores de crecimiento de forma ordenada.

La primera fase del desarrollo embrionario -no solo en nuestra especie, sino en cualquier embrión animal- es la formación de tres capas concéntricas de células. La capa más exterior, o ectodermo, es la que producirá luego la piel y el sistema nervioso. La capa central, o mesodermo, fabrica el esqueleto y los músculos. Y la interior, o endodermo, genera las vísceras y el tubo digestivo, incluido el intestino.

En la reconstrucción mimética del proceso, los científicos añaden a las células indiferenciadas un factor llamado activina, que las convierte en una capa indistinguible del endodermo, la capa interior de un embrión normal. Es el primer paso hacia el desarrollo del tubo digestivo.

Otros dos factores -llamados Wnt y FGF- transforman después ese endodermo genérico en endodermo posterior, el que normalmente ocupa en el embrión la parte más cercana al ano. Estos dos factores son los que dirigen a las células hacia el destino de intestino, en lugar de estómago o esófago. Nuevamente, esto es así tanto en el desarrollo normal como en la técnica de Wells y sus colegas.

Finalmente, una mezcla de factores que los investigadores denominan "sistema de cultivo prointestinal" completa los procesos de crecimiento por división celular, de diferenciación -la producción de los distintos tipos celulares que forman el intestino- y de morfogénesis. Esta última palabra significa "generación de forma", y designa el proceso que esculpe las capas de tejidos hasta que adoptan su forma final, en este caso la de un tubo.