Un estudio de los expertos Ali Brivanlou y Charles M. Rice, de la Universidad de Rockefeller, ha investigado el uso de “minipulmones” creados en laboratorio para acelerar el estudio de enfermedades respiratorias. Este proyecto nace de la investigación de cómo las enfermedades infecciosas, como es el caso del coronavirus, afectan a los pulmones. Dado que cada persona presenta datos distintos en cuanto a los tejidos de sus pulmones, es difícil saber cómo afecta exactamente el virus de manera general.
Para conocer más a fondo este tipo de enfermedades y cómo afectan a cada persona, sorteando las variabilidades personales, se ha llevado a cabo esta tecnología que podría hacer crecer “miniórganos” en microchips. Ambos laboratorios han desarrollado una plataforma de tecnología de cultivo celular que produce brotes pulmonares genéticamente idénticos, a partir de células madre embrionarias humanas (hESC). Estos brotes son las estructuras embrionarias que dan origen a nuestros órganos respiratorios.
Según se ha explicado en el estudio, estas células madre embrionarias se colocan en una matriz de microchipsy con moléculas de señalización. Una vez allí, las células se organizan en “micropulmones”. Como estos micropulmones tienen las características de unos reales, pueden utilizarse para investigar las infecciones pulmonares y ayudar a encontrar tratamientos. “Estos pulmones son básicamente clones”, según el investigador Ali Brivanlou. “Tienen exactamente la misma firma de ADN. De esa manera no tenemos que preocuparnos de que un paciente responda de manera diferente a otro. La cuantificación nos permite mantener constante la información genética y medir la variable clave: el virus”.
Estos pulmones son básicamente clones
En cuanto a este estudio, se tuvo primero que investigar cómo hacer que las células madre se agruparan, porque no se organizan por sí solas, si no que necesitan la estimulación y el espacio (que en este caso es el microchip) para conformar formas. Las estimulaciones de este estudio han sido cuatro vías de señalización principales que inducen a las células madre a diferenciarse en tipos de células específicos.
Para crear unos minipulmones que les sirviesen para el estudio, combinaron algunas proteínas de señalización: queratinocitos (KGF) y proteína morfogenética ósea 4 (BMP4). Ambos contribuyen a la diferenciación y el crecimiento celular, según se explica.
Tras lograr que las células actuasen de la manera que se buscaba, ya se ha podido utilizar la plataforma para investigar el coronavirusy cómo afecta a los pulmones. Algunas de las conclusiones de sus investigaciones, fueron que los alveolos son mucho más sensibles a la infección que las células de las vías respiratorias. Por ello, se determinó que si la infección atravesaba las vías, los alveolos estaban en peligro.
Nos permitirá responder a la próxima pandemia con mucha más velocidad y precisión
Los investigadores señalan que la plataforma también se puede utilizar para investigar los mecanismos de la gripe, el RSV, las enfermedades pulmonares y el cáncer de pulmón, entre otras enfermedades. Además, se puede usar para detectar nuevos medicamentos para tratarlos.
Además podría extrapolarse a otros órganos, como el hígado, los riñones y el páncreas. “El enfoque más amplio de nuestro trabajo es comprender el desarrollo celular para crear órganos y tejidos sintéticos que podamos usar para modelar enfermedades y encontrar mecanismos terapéuticos”, según Rosado-Olivieri.
“La plataforma también nos permitirá responder a la próxima pandemia con mucha más velocidad y precisión”, explica Brivanlou. “Podemos capitalizar rápidamente esta plataforma para hacer que un virus sea visible y desarrollar terapias mucho más rápido que lo que hicimos para COVID. Se puede utilizar para detectar fármacos, compuestos, vacunas, anticuerpos monoclonales y más directamente en tejido humano. Esta tecnología está preparada para hacer frente a todo tipo de amenazas que nos puedan golpear en el futuro”.