El riñón artificial más realista jamás creado gracias a un nuevo medio de cultivo

Cultivar nuevos órganos en el laboratorio (como un riñón artificial), para utilizarlos en trasplantes. Sería el culmen de la medicina regenerativa; eliminaría la necesidad de donantes (siempre escasos en todos los rincones del planeta), el problema del rechazo y, en definitiva, salvaría innumerables vidas. Por desgracia, el objetivo está aún muy lejos, pero un nuevo avance nos acerca ahora un paso más: una investigación publicada en Cell Stem Cell describe de hecho el riñón artificial más parecido al original jamás fabricado, un organoide creado a partir de células madre que, por primera vez, presenta varias características clave del órgano original.

Un órgano difícil de replicar

El riñón es un órgano complejo. De hecho, el segundo más complejo de nuestro cuerpo, por detrás del cerebro. En su interior se encuentra una intrincada red de estructuras tubulares que se encargan de filtrar la sangre para eliminar los desechos y el exceso de líquido mediante la producción de orina, y de recapturar después el agua y las sustancias que necesita el organismo. Recrear esta complicada estructura morfológica en el laboratorio ha resultado hasta ahora imposible.

Existen varios ejemplos de organoides renales creados, incluso en el pasado, a partir de células madre, a las que se ha empujado a replicarse y diferenciarse para recorrer las etapas de formación de este órgano. Y varios de ellos han tenido éxito, recreando, por ejemplo, estructuras como las nefronas (las pequeñas estructuras que filtran la sangre para producir orina) y los túbulos colectores que ayudan a recapturar el agua y el cloruro sódico. En algunos casos, estos riñones de probeta han llegado a producir orina extremadamente diluida una vez implantados en el cuerpo de un animal. Pero en todos los casos anteriores, los organoides apenas alcanzaban las primeras fases de desarrollo del riñón, por lo que resultaban poco útiles como modelo para estudiar el órgano y las enfermedades que pueden afectarle.

Un nuevo medio de cultivo

En el estudio, dirigido por investigadores de la Universidad del Sur de California, se probaron varias mezclas químicas añadidas al medio de cultivo en el que se incuban las células madre, diseñadas para promover su desarrollo y diferenciación. Una de las recetas resultó finalmente exitosa, dando lugar a la formación de un organoide renal que presentaba estructuras tubulares mucho más complejas que las obtenidas hasta la fecha.

También se demostró que el riñón artificial producía algunas de las hormonas segregadas por los riñones naturales y una expresión génica comparable a la de los riñones recién nacidos. El organoide, producido a partir de células madre de ratón, se implantó después en un ejemplar adulto, conectándose sin esfuerzo al sistema circulatorio del animal y empezando a filtrar su sangre.

Un modelo de riñón más realista

La nueva técnica de cultivo también se utilizó para producir un organoide humano, que se implantó en un ratón para estudiar su funcionalidad. En este caso, el órgano artificial alcanzó un estado de desarrollo menos avanzado que el de su homólogo roedor, pero aun así demostró ser capaz de conectarse al sistema circulatorio del animal y filtrar su sangre.

Evidentemente, aún estamos lejos de poder crear un órgano plenamente funcional y, por tanto, de poder imaginar el uso de estos organoides para trasplantes en humanos. Sin embargo, esto no significa que deban considerarse inútiles. Incluso en esta fase, representan un modelo excelente para estudiar los riñones y las enfermedades que los afectan en el laboratorio. Para demostrarlo, los autores del estudio crearon uno de sus riñones árticos insertándole una mutación genética causante de la poliquistosis renal. Y tras implantarlo en un ratón, demostraron que el organoide reproducía todas las características más destacadas de la enfermedad.

«Nuestro estudio proporciona una nueva y potente herramienta para estudiar multitud de enfermedades renales complejas «, explica Zhongwei Li, profesor de la Universidad de California del Sur que colaboró en la investigación, «y hemos sentado las bases para diseñar algún día un riñón sintético funcional, que sería una opción que salvaría la vida de muchos pacientes».

Artículo publicado originalmente en WIRED Italia. Adaptado por Mauricio Serfatty Godoy.