Glándulas lacrimales humanas llorando cultivadas en el laboratorio

Lipocalina 2 (en rojo) es un componente de las lágrimas producido por los organoides. Crédito: Yorick Post, derechos de autor de Elsevier

Investigadores del laboratorio de Hans Clevers (Instituto Hubrecht) y el UMC Utrecht utilizaron tecnología de organoides para desarrollar glándulas lagrimales humanas en miniatura que realmente lloran. Los organoides sirven como modelo para estudiar cómo ciertas células de la glándula lagrimal humana producen lágrimas o no lo hacen. Los científicos de todo el mundo pueden usar el modelo para identificar nuevas opciones de tratamiento para pacientes con trastornos de las glándulas lagrimales, como la enfermedad del ojo seco. Con suerte, en el futuro, los organoides pueden incluso trasplantarse a pacientes con glándulas lagrimales que no funcionan. Los resultados se publicarán en Cell Stem Cell el 16 de marzo.

La glándula lagrimal se encuentra en la parte superior de la cuenca del ojo. Secreta líquido lagrimal, que es fundamental para la lubricación y nutrición de la córnea y tiene componentes antibacterianos. Rachel Kalmann (UMCU), oftalmóloga e investigadora del proyecto, explica: «La disfunción de la glándula lagrimal, por ejemplo en el síndrome de Sjgren, puede tener consecuencias graves, como sequedad del ojo o incluso ulceración de la córnea. Esto puede, en casos graves , llevar a la ceguera». Sin embargo, se desconocía la biología exacta detrás del funcionamiento de la glándula lagrimal y faltaba un modelo confiable para estudiarla. Es decir, hasta ahora: investigadores del grupo de Hans Clevers (Instituto Hubrecht) presentan el primer modelo humano para estudiar cómo lloran las células de la glándula lagrimal y qué puede salir mal.

Organoides llorando

Los investigadores utilizaron tecnología de organoides para cultivar versiones en miniatura de la glándula lagrimal humana y de ratón en un plato. Estos llamados organoides son pequeñas estructuras 3D que imitan la función de los órganos reales. Después de que cultivaron estos organoides de glándulas lagrimales, el desafío fue hacerlos llorar. Marie Bannier-Hlaout, investigadora del proyecto, explica: «Los organoides se cultivan utilizando un cóctel de factores estimulantes del crecimiento. Tuvimos que modificar el cóctel habitual para que los organoides pudieran llorar». Una vez que los investigadores encontraron la combinación correcta de factores de crecimiento, pudieron inducir a los organoides a llorar. «Nuestros ojos siempre están húmedos, al igual que las glándulas lagrimales en un plato», dice Bannier-Hlaout.

Una película de 4 horas de organoides de glándulas lagrimales expuestos a noradrenalina. Crédito: Marie Bannier-Hlaout, derechos de autor del Instituto Hubrecht

Hinchándose como un globo

Al igual que la gente llora en respuesta al dolor, por ejemplo, los organoides lloran en respuesta a estímulos químicos como la noradrenalina. Las células de los organoides derraman sus lágrimas en el interior del organoide, que se llama lumen. Como resultado, el organoide se hinchará como un globo. Por lo tanto, el tamaño de los organoides se puede utilizar como indicador de la producción y secreción de lágrimas. «Experimentos adicionales revelaron que diferentes células en la glándula lagrimal producen diferentes componentes de las lágrimas. Y estas células responden de manera diferente a los estímulos que provocan lágrimas», dice Yorick Post, otro investigador del proyecto.

Atlas de células

La glándula lagrimal está compuesta por varios tipos de células, pero el modelo actual solo captura una, la célula ductal. En su artículo, los investigadores presentan un atlas de las células de la glándula lagrimal para demostrar sus diferencias. Generaron este atlas usando secuenciación unicelular; un método con el que se pueden examinar y caracterizar células individuales. Post explica: «En el futuro, nos gustaría cultivar también el otro tipo de células de la glándula lagrimal, las llamadas células acinares, en un plato. De esa manera, eventualmente podremos cultivar una glándula lagrimal completa en el laboratorio». Con el atlas, los investigadores también pudieron identificar nuevos productos lagrimales, que ayudan a proteger el ojo de infecciones.

Trasplante de organoides

El desarrollo de las glándulas lagrimales en miniatura es prometedor para los pacientes. que sufren de trastornos de las glándulas lagrimales. Los científicos de todo el mundo pueden usar el modelo para identificar nuevos medicamentos para pacientes que no producen suficientes lágrimas. Además, los organoides se pueden usar para estudiar cómo se forman y se pueden tratar los cánceres de la glándula lagrimal. «Y, con suerte, en el futuro, este tipo de organoides puede incluso ser trasplantado a pacientes con glándulas lagrimales que no funcionan», concluye Bannier-Hlaout. El estudio demuestra una vez más el amplio potencial de la tecnología de organoides para la ciencia y la medicina.

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Células madre de serpiente utilizadas para crear organoides productores de veneno Más información: Marie Bannier-Hlaout, Yorick Post, Jeroen Korving, Marc Trani Bustos, Helmuth Gehart, Harry Begthel, Yotam E. Bar-Ephraim, Jelte van der Vaart, Rachel Kalmann, Saskia M. Imhof y Hans Clevers. Explorando la glándula lagrimal humana utilizando organoides y secuenciación unicelular. Célula madre celular (2021). DOI: 10.1016/j.stem.2021.02.024, www.cell.com/cell-stem-cell/fu … 1934-5909(21)00075-8 Información de la revista: Cell Stem Cell

Proporcionado por el Instituto Hubrecht Cita: Glándulas lagrimales humanas cultivadas en el laboratorio (2021, 16 de marzo) recuperado el 30 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2021-03-human-glands-grown-lab.html Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.