Los primeros mini-pulmones en 3D de laboratorio ya son una realidad. Así lo explican en la revista «eLife» un equipo de la Universidad de Michigan Medical School (EE.UU.) donde presentan un sistema para generar estructuras 3D de organoides pulmonares humanos que imitan la estructura y la complejidad de los pulmones humanos.
En concreto, los científicos han fabricado estructuras de cultivo muy
similares tanto a las grandes vías respiratorias o sacos pulmonares
bronquios como a las pequeñas o alvéolos.
«Los mini pulmones pueden imitar las respuestas de los tejidos reales y serán un buen
modelo para estudiar cómo se forman los órganos, cómo cambian con la
enfermedad y cómo podrían responder a los nuevos fármacos»,
señala el autor del estudio Jason Spence. Los minipulmones se unen así a
otros organoides que sirven como modelos del estómago, cerebro, hígado y
el intestino humano.
A pesar de los miniórganos se han desarrollado en el
laboratorio, en un plato, y carecen de varios componentes del pulmón
humano, incluyendo los vasos sanguíneos, un componente crítico de
intercambio de gases durante la respiración, los investigadores creen
que los organoides pueden servir como una herramienta para avanzar en
futuras innovaciones clínicas.Hasta ahora los científicos han estudiado el comportamiento
celular tradicionalmente en el laboratorio pero en 2-D, donde las
células se cultivan en capas delgadas sobre platos de cultivo celular.
Pero la mayoría de las células del cuerpo habitan en un entorno
tridimensional al formar parte de tejidos y órganos complejos.
Para fabricar estos organoides, los investigadores del laboratorio de Spence Lab y sus colegas de la Universidad de California-San Francisco, Hospital Infantil de Cincinnati, Hospital Infantil de Seattle y la Universidad de Washington, manipularon varias de las vías de señalización que controlan la formación de órganos.
En primer lugar, explican, reprogramaron
las células madre para formar un tipo de tejido, llamado endodermo, que
se encuentra en embriones tempranos y da lugar a los pulmones, el
hígado y otros órganos internos. De esta forma, los científicos
activaron dos vías de desarrollo importantes que se sabe que promueven
el tejido que forma endodermo tridimensional. Y, al mismo tiempo,
inhibieron otras dos vías de desarrollo clave para que el endodermo se
convirtiera en el tejido que se asemeja al de pulmón temprano presente
en los embriones.
El siguiente reto era hacer que estas estructuras se
expandieran y se desarrollaran en el tejido pulmonar. Para ello,
expusieron las células a proteínas implicadas en el desarrollo del
pulmón. Los organoides pulmonares resultantes sobrevivieron en el
laboratorio durante más de 100 días.
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