‘Mini-conductos biliares’ cultivados en laboratorio usados para reparar hígados humanos en medicina regenerativa primero
Crédito: CC0 Public Domain
Los científicos han usado una técnica para cultivar organoides de conductos biliares, a menudo denominados ‘mini-órganos’ – en el laboratorio y demostró que estos pueden usarse para reparar hígados humanos dañados. Esta es la primera vez que la técnica se utiliza en órganos humanos.
La investigación allana el camino para que las terapias celulares traten la enfermedad hepática; en otras palabras, se cultivan «miniconductos biliares» en el laboratorio como piezas de repuesto que se pueden usar para restaurar la salud del propio hígado del paciente o para reparar hígados dañados de donantes de órganos. para que aún puedan usarse para trasplantes.
Los conductos biliares actúan como el sistema de eliminación de desechos del hígado, y los conductos biliares que funcionan mal están detrás de un tercio de los trasplantes de hígado en adultos y el 70 por ciento de los niños, sin tratamientos alternativos . Actualmente hay escasez de donantes de hígado: según el NHS, el tiempo de espera promedio para un trasplante de hígado en el Reino Unido es de 135 días para adultos y 73 días para niños. Esto significa que solo un número limitado de pacientes puede beneficiarse de esta terapia.
Se necesitan con urgencia enfoques para aumentar la disponibilidad de órganos o proporcionar una alternativa al trasplante de órganos completos. Las terapias basadas en células podrían proporcionar una alternativa ventajosa. Sin embargo, el desarrollo de estas nuevas terapias a menudo se ve afectado y retrasado por la falta de un modelo apropiado para probar su seguridad y eficacia en humanos antes de embarcarse en ensayos clínicos.
Ahora, en un estudio publicado hoy en Science , científicos de la Universidad de Cambridge han desarrollado un nuevo enfoque que aprovecha un «sistema de perfusión» reciente que se puede utilizar para mantener los órganos donados fuera del cuerpo. Usando esta tecnología, demostraron por primera vez que es posible trasplantar células biliares cultivadas en el laboratorio conocidas como colangiocitos en hígados humanos dañados para repararlos. Como prueba de principio de su método, repararon hígados considerados inadecuados para el trasplante debido a daños en las vías biliares. Este enfoque podría aplicarse a una diversidad de órganos y enfermedades para acelerar la aplicación clínica de la terapia basada en células.
«Dada la escasez crónica de órganos de donantes, es importante buscar formas de reparar los órganos dañados, o incluso proporcionar alternativas al trasplante de órganos», dijo el Dr. Fotios Sampaziotis del Wellcome-MRC Cambridge Stem Cell Institute. «Hemos estado usando organoides durante varios años para comprender la biología y la enfermedad o su capacidad de regeneración en animales pequeños, pero siempre hemos esperado poder usarlos para reparar tejido humano dañado. El nuestro es el primer estudio que muestra, en principio, que esto debería ser posible».
Las enfermedades de las vías biliares afectan solo a ciertos conductos y no afectan a otros. Esto es importante porque en la enfermedad, los conductos que necesitan reparación a menudo se destruyen por completo y los colangiocitos se pueden recolectar con éxito solo de los conductos intactos.
Usando las técnicas de secuenciación de ARN unicelular y cultivo de organoides, los investigadores descubrió que, aunque las células de los conductos difieren, las células biliares de la vesícula biliar, que generalmente no se ven afectados por la enfermedad, podrían convertirse en las células de los conductos biliares que generalmente se destruyen en la enfermedad (conductos intrahepáticos) y viceversa utilizando un componente de la bilis conocido como ácido biliar. Esto significa que las propias células del paciente de áreas libres de enfermedad podrían usarse para reparar conductos destruidos.
Para probar esta hipótesis, los investigadores cultivaron células de la vesícula biliar como organoides en el laboratorio. Los organoides son grupos de células que pueden crecer y proliferar en cultivo, adoptando una estructura tridimensional que tiene la misma arquitectura tisular, función y expresión génica y funciones genéticas que la parte del órgano que se está estudiando. Luego, injertaron estos organoides de la vesícula biliar en ratones y descubrieron que, de hecho, podían reparar los conductos dañados, abriendo caminos para aplicaciones de medicina regenerativa en el contexto de enfermedades que afectan el sistema biliar.
El equipo usó la técnica en hígados de donantes humanos aprovechando el sistema de perfusión utilizado por investigadores del Addenbrooke’s Hospital, parte de la Fundación NHS de los Hospitales de la Universidad de Cambridge. Inyectaron los organoides de la vesícula biliar en el hígado humano y demostraron por primera vez que los organoides trasplantados repararon los conductos del órgano y restauraron su función. Por lo tanto, este estudio confirmó que su terapia basada en células podría usarse para reparar hígados dañados.
El profesor Ludovic Vallier del Wellcome-MRC Cambridge Stem Cell Institute, coautor principal, dijo: «Esta es la primera vez que que hemos podido demostrar que un hígado humano se puede mejorar o reparar usando células cultivadas en el laboratorio. Tenemos más trabajo por hacer para probar la seguridad y viabilidad de este enfoque, pero esperamos poder transferir esto a la clínica en los próximos años».
Aunque los investigadores anticipan que este enfoque se utilizará para reparar el hígado del propio paciente, creen que también puede ofrecer una forma potencial de reparar hígados de donantes dañados, haciéndolos aptos para trasplante .
El Sr. Kourosh Saeb-Parsy del Departamento de Cirugía de la Universidad de Cambridge, autor principal conjunto, agregó: «Este es un paso importante para permitirnos usar órganos que antes se consideraban inadecuados para el trasplante. En el futuro , podría ayudar a reducir la presión sobre la lista de espera de trasplantes».
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Los conductos biliares artificiales cultivados en laboratorio y trasplantados a ratones podrían ayudar a tratar la enfermedad hepática Más información: F. Sampaziotis el al., «Los organoides de colangiocitos pueden reparar los conductos biliares después del trasplante en el hígado humano», Science (2021). science.sciencemag.org/cgi/doi … 1126/science.aaz6964
SNT Kurial el al., «Terapia celular emergente para enfermedades biliares», Science (2021). science.sciencemag.org/cgi/doi … 1126/science.abg3179 Información de la revista: Science