¿En qué punto nos encontramos en la creación de órganos artificiales?


En los últimos meses están aparecido algunas noticias, acerca de la creación de órganos humanos artificiales a partir de células madre. ¿Nos queda mucho para ver órganos artificiales ya funcionando de forma habitual? En unos 10 años, podríamos tenerlos funcionando de forma efectiva en humanos.

El trasplante de tejidos es una manera de poder restaurar la función de un órgano, mediante la sustitución del órgano dañado por un nuevo, procedente de un donante.

Sin embargo, la tarea no es sencilla, ya que al transferir material biológico de un individuo a otro, corremos el riesgo de que no sean compatibles y se genere un rechazo. Además, hay un gran problema, ya que el número posibles donantes de órganos es muy bajo y que sólo se podría emplear en determinadas ocasiones.

Debido a todo esto, en los últimos años están apareciendo técnicas revolucionarias en el campo de la biomedicina, como es la creación de órganos in vitro, para su trasplante in vivo, por la construcción de dichos órganos con células madre vivas cultivadas en una matriz natural o artificial, sobre un andamiaje (los pilares del órgano) de fibras de colágeno.

Para comprender de una forma fácil en qué consiste la técnica, podemos decir, que la descelularización consiste en la extracción de las células de un órgano de un individuo muerto, dejando sólo el “andamiaje” de los tejidos internos, de forma que esta estructura se va repoblando con células del paciente, hasta lograr un órgano compatible creado en un laboratorio.

El procedimiento sigue con un agitado y ruptura de las membranas celulares, tratar el tejido aislado con un fluido para lavar el material celular y dejar sólo la matriz extracelular y posteriormente comenzar a repoblar el órgano, mientras mantenemos el órgano en un fluido que imita las condiciones del paciente.

Harald C Ott, Thomas S Matthiesen, Saik-Kia Goh, Lauren D Black, Stefan M Kren, Theoden I Netoff & Doris A Taylor. Perfusion-decellularized matrix: using nature’s platform to engineer a bioartificial heart. Nature Medicine 14, 213 – 221 (2008). Published online: 13 January 2008 | doi:10.1038/nm1684

Estos órganos artificiales, nos evitan un gran problema como es el de los rechazos, ya que son células del propio individuo y si en poco tiempo somos capaces de producirlos de una form a segura, podríamos estar hablando de una posible solución a problemas sanitarios, con la obtención de una nueva fuente de órganos, además de los trasplantes (llegar a no depender de los trasplantes, es algo que de momento sería de ciencia ficción).

¿Dónde nos encontramos?

Aún estamos algo verdes, como para poder regenerar tejidos de la nada, pero desde luego estamos logrando bastantes logros importantes.

En 2006 el experto en ingeniería tisular, Anthony Atala, director del Instituto de Medicina Regenerativa de la Universidad Wake Forest, presentó una vejiga artificial, y que se puso en 7 pacientes.

Para hacer la vejiga, se extrajeron células de los propios pacientes que fueron cultivadas y modificadas para poder regenerar ese tejido y posteriormente volver a ponerlo en el paciente, una vez “había crecido el órgano en el laboratorio”.

Todo esto, nos evita usar tejido intestinal en la vejiga, algo que va continuar segregando productos como haría en el intestino y que nos causaría problemas en la vejiga.

De la misma forma, en Junio pasado se conoció que se había logrado un hígado y un corazón artificial en ratones con un notable éxito. En el tejido se logró construirlo debido al injertando de células hepáticas sanas en la estructura de un hígado dañado, algo que parece sencillo, pero es muy complejo debido a las funciones metabólicas que tiene dicho órgano.

Evolución del hígado creado.

Para sortear esta barrera los investigadores tomaron el hígado de un ratón de laboratorio y lo limpiaron, es decir, extrajeron todas las células hepáticas y dejaron sólo una estructura translúcida, compuesta por fibras de colágeno y vasos sanguíneos.

Esta fue utilizada como andamio para ordenar a las células que constituyen el hígado manufacturado y darle forma tridimensional al órgano. Korkut Uygun, autor principal de la investigación, explica a La Tercera que en este procedimiento no se utilizaron células madre, sino células hepáticas adultas extraídas de otros ratones. En total, 200 millones de hepatocitos fueron utilizados como verdaderos ladrillos para construir el nuevo hígado.

Una vez que los investigadores tuvieron un hígado sintético con el aspecto y las funciones de uno natural, procedieron a testear su desempeño. Para esto, lo implantaron en otro ratón de laboratorio.

El órgano no produjo rechazo en el ratón y, más aún, logró funcionar durante ocho horas al interior de su cuerpo. Luego los científicos lo hicieron funcionar 24 horas más afuera para estudiar su comportamiento.

En cuanto al corazón, se repobló un corazón vacío de una rata muerta con células cardíacas de ratas recién nacidas. A los 4 días el órgano, comenzó a contraerse y a los 8 días ya latía con normalidad. En la siguiente imagen, en el lado izquierdo una imagen de un corazón de un fallecido y en el derecho, el de un corazón descelularizado.

 

Harald C Ott, Thomas S Matthiesen, Saik-Kia Goh, Lauren D Black, Stefan M Kren, Theoden I Netoff & Doris A Taylor. Perfusion-decellularized matrix: using nature’s platform to engineer a bioartificial heart. Nature Medicine 14, 213 – 221 (2008). Published online: 13 January 2008 | doi:10.1038/nm1684

Una de los últimos órganos que se ha conocido que se había logrado rehabilitar, ha sido un riñón, empleando técnicas muy similares anteriormente descritas.

¿Cuándo tendremos esta tecnología funcionando en humanos?

Según Jamie Davies, profesor de anatomía de la Universidad de Edimburgo, en unos 10 años, se lograría tener una tecnología lista para su uso común en el caso de riñones o en el de corazones, según Francisco Fernández-Avilés, jefe del Servicio del Cardiología del Gregorio Marañón y que será uno de los responsables del primer laboratorio del mundo en la creación de órganos bioartificiales, que estará en Madrid.

Sin embargo, lo cierto es que esta cifra es muy variable, ya que depende del órgano en cuestión, pero que hasta el momento ya se lograra vejiga, hígado, corazón, riñón, córnea, páncreas… significa que estamos por el buen camino y que posiblemente esos plazos para algunos órganos se pudieran reducir.

En esta conferencia de Anthony Atala, “creador de la vejiga artificial” explica de una forma muy ilustrativa y sencilla todo el proceso necesario para la creación de órganos.

Más información

– Basak E Uygun, Alejandro Soto-Gutierrez, Hiroshi Yagi, Maria-Louisa Izamis, Maria A Guzzardi, Carley Shulman, Jack Milwid, Naoya Kobayashi, Arno Tilles, Francois Berthiaume, Martin Hertl, Yaakov Nahmias, Martin L, Yarmush & Korkut Uygun. Organ reengineering through development of a transplantable recellularized liver graft usingdecellularized liver matrix. Nature Medicine. Published online: 13 June 2010 | doi:10.1038/nm.2170

– Harald C Ott, Thomas S Matthiesen, Saik-Kia Goh, Lauren D Black, Stefan M Kren, Theoden I Netoff & Doris A Taylor. Perfusion-decellularized matrix: using nature’s platform to engineer a bioartificial heart. Nature Medicine 14, 213 – 221 (2008). Published online: 13 January 2008 | doi:10.1038/nm1684

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Acerca de andresrguez

Doctor por la Universidade de Vigo. Campo de especialización: comportamiento del plomo en suelos mineros, urbanos y campos de tiro, a través de técnicas espectroscópicas, toxicológicas y aplicación de nanopartículas.
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