Cultivan vasos sanguíneos humanos perfectos en una placa de Petri (Nature)


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Científicos canadienses y austriacos han logrado cultivar vasos sanguíneos humanos perfectos como organoides en una placa de Petri por primera vez. El logro, publicado en Nature, avanza drásticamente en la investigación de enfermedades vasculares como la diabetes, identificando una vía clave para prevenir potencialmente cambios en los vasos sanguíneos, una de las principales causas de muerte y morbilidad entre las personas con diabetes.

Un organoide es una estructura tridimensional desarrollada a partir de células madre que imita a un órgano y se puede usar para estudiar aspectos de ese órgano en una placa de Petri. "Ser capaz de construir vasos sanguíneos humanos como organoides a partir de células madre es un cambio de juego", afirma el autor principal del estudio, Josef Penninger, director del Instituto de Ciencias de la Vida de la Universidad British Columbia (Canadá) y director fundador del Instituto de Biotecnología Molecular de la Academia de Ciencias de Austria.

"Cada órgano en nuestro cuerpo está relacionado con el sistema circulatorio. Esto podría potencialmente permitir a los investigadores desentrañar las causas y los tratamientos para una variedad de enfermedades vasculares, desde la enfermedad de Alzheimer, patologías cardiovasculares, problemas de curación de heridas, ictus, cáncer y, por supuesto, diabetes", añade.

Muchos síntomas de la diabetes son el resultado de cambios en los vasos sanguíneos que resultan en una circulación sanguínea deteriorada y en el suministro de oxígeno de los tejidos. A pesar de su prevalencia, se sabe muy poco acerca de los cambios vasculares derivados de la diabetes. Esta limitación ha ralentizado el desarrollo de un muy necesario tratamiento.

Para abordar este problema, Penninger y colegas desarrollaron un modelo innovador: organoides de vasos sanguíneos humanos tridimensionales que se cultivan en una placa de Petri. Estos llamados "organoides vasculares" se pueden cultivar utilizando células madre en el laboratorio, imitando de manera sorprendente la estructura y función de los vasos sanguíneos humanos reales.

Cuando los científicos trasplantaron los organoides de los vasos sanguíneos a ratones, descubrieron que se convirtieron en vasos sanguíneos humanos perfectamente funcionales, incluidas las arterias y los capilares. El descubrimiento ilustra que es posible no solo diseñar organoides de vasos sanguíneos a partir de células madre humanas en un plato, sino también cultivar un sistema vascular humano funcional en otra especie.

"Lo que es tan emocionante de nuestro trabajo es que tuvimos éxito en hacer vasos sanguíneos humanos reales a partir de células madre -dice el primer autor del estudio, Reiner Wimmer-. Nuestros organoides se parecen a los capilares humanos en gran medida, incluso a nivel molecular, y ahora podemos usarlos para estudiar enfermedades de los vasos sanguíneos directamente en el tejido humano".

Una característica de la diabetes es que los vasos sanguíneos muestran un engrosamiento anormal de la membrana basal. Como resultado, el suministro de oxígeno y nutrientes a las células y los tejidos se ve fuertemente afectado, causando una multitud de problemas de salud, como insuficiencia renal, infartos de miocardio, ictus, ceguera y enfermedad de las arterias periféricas, lo que lleva a amputaciones.

Luego expusieron los organoides de los vasos sanguíneos a un entorno "diabético" en una placa de Petri. "Sorprendentemente, pudimos observar una expansión masiva de la membrana basal en los organoides vasculares -apunta Wimmer-. "Este engrosamiento típico de la membrana basal es sorprendentemente similar al daño vascular observado en pacientes diabéticos".

Posteriormente, los autores buscaron compuestos químicos que pudieran bloquear el engrosamiento de las paredes de los vasos sanguíneos y descubrieron que ninguno de los medicamentos antidiabéticos actuales tenía efectos positivos en estos defectos de los vasos sanguíneos. Sin embargo, descubrieron que un inhibidor de la gamma-secretasa, un tipo de enzima en el cuerpo, previene el engrosamiento de las paredes de los vasos sanguíneos.

Esto sugiere que, al menos en modelos animales, el bloqueo de la gamma-secretasa podría ser útil para tratar la diabetes. Los investigadores dicen que los hallazgos podrían permitirles identificar las causas subyacentes de la enfermedad vascular y potencialmente desarrollar y probar nuevos tratamientos para pacientes con diabetes.