Científicos crean el primer organoide cardíaco generador de sangre
Investigadores crean organoide cardíaco generador de sangre, abriendo posibilidades para estudiar enfermedades, probar fármacos y desarrollar tratamientos
Los organoides podrían acelerar el desarrollo de terapias personalizadas y reducir la dependencia de pruebas en animales. Crédito: pixelaway | Shutterstock
La creación de organoides ha abierto un nuevo capítulo en la investigación biomédica, permitiendo a los científicos comprender el desarrollo y la enfermedad de los órganos humanos de formas nunca antes imaginadas.
Estos pequeños modelos tridimensionales, elaborados a partir de células madre pluripotentes humanas (hPSC), imitan la estructura y función de órganos completos en un tamaño reducido de apenas unos milímetros.
El avance más reciente en este campo, liderado por el equipo del Dr. Robert Zweigerdt en el Laboratorio de Investigación Leibniz de Biotecnología y Órganos Artificiales (LEBAO) de la Facultad de Medicina de Hannover, Alemania, ha sido la creación de un organoide cardíaco generador de sangre, una innovación que promete revolucionar la investigación médica.
Este logro, publicado en la prestigiosa revista Nature Cell Biology, marca un hito en la biología celular al simular por primera vez el desarrollo simultáneo del corazón y la hematopoyesis, un proceso clave en la formación de células sanguíneas.
En el embrión humano, la hematopoyesis comienza cerca de la cuarta semana de desarrollo, justo en proximidad temporal y espacial al esbozo cardíaco. Reproducir esta interacción en el laboratorio ha sido un desafío no resuelto hasta ahora.
El proceso de desarrollo de los organoides es altamente complejo, requiriendo la adición precisa de nutrientes, factores de crecimiento y moléculas de señalización en momentos específicos. En este caso, las hPSC, células con capacidad para diferenciarse en cualquier tipo celular, fueron guiadas mediante señales biológicas y químicas hacia la formación de estructuras tridimensionales similares a un corazón humano temprano.
En un lapso de 10 a 14 días, se generaron organoides que contienen al menos siete tipos de células y tejidos diferentes, organizados en capas y estructuras similares a las que se forman durante el desarrollo embrionario.
El avance más notable fue la adición de una capa endotelial al organoide cardíaco, recubriendo los vasos sanguíneos y dando lugar a células formadoras de sangre. Según explicó la Dra. Miriana Dardano, primera autora del estudio, este modelo replica con exactitud la interacción de tejidos observada en el embrión.
Este logro no solo amplía el conocimiento sobre el desarrollo sano de órganos, sino que también abre puertas para investigar enfermedades que afectan el corazón, los vasos sanguíneos y otros sistemas.
Enfermedades cardiovasculares
El potencial de este organoide cardíaco generador de sangre es inmenso. Por un lado, puede servir como modelo para estudiar enfermedades cardiovasculares y hematológicas, así como infecciones por virus o bacterias que afectan múltiples tejidos.
Por otro, podría facilitar el análisis de enfermedades complejas como la COVID-19, que afecta simultáneamente el corazón, los pulmones y los vasos sanguíneos. Además, el modelo es ideal para probar nuevos agentes farmacológicos, eliminando las limitaciones de los modelos animales tradicionales que, aunque útiles, a menudo no reflejan con precisión las respuestas humanas.
Según los científicos, el enfoque es tan flexible como un sistema de construcción modular. Esto significa que la metodología desarrollada puede extenderse a otros órganos. De hecho, el equipo ya trabaja en nuevos protocolos para diferenciar hPSC en células de hígado, pulmones y otros tejidos.
Esta capacidad para crear organoides multitejidos promete proporcionar herramientas más avanzadas para la investigación médica, permitiendo simulaciones más realistas de enfermedades y facilitando el desarrollo de tratamientos innovadores.
El impacto de esta investigación trasciende el ámbito académico. Al ofrecer modelos más precisos para estudiar enfermedades humanas, los organoides podrían acelerar el desarrollo de terapias personalizadas, reducir la dependencia de pruebas en animales y mejorar significativamente nuestra comprensión de la biología humana.
Este avance es un claro ejemplo de cómo la combinación de biología celular, ingeniería y tecnología puede transformar la medicina moderna, acercándonos un paso más hacia tratamientos más eficaces y comprensiones más profundas de la salud y la enfermedad.
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