Un importante avance para conseguir órganos humanos generados en otras especies animales para ser destinados al trasplante. El equipo de Juan Carlos Izpisua, catedrático de Biología del Desarrollo de la UCAM y profesor del Instituto Salk de La Jolla (California), ha logrado, gracias a una investigación financiada por la Universidad Católica, generar una herramienta quimérica avanzada con aplicaciones en investigación biomédica y medicina regenerativa para el conocimiento del desarrollo humano temprano, la aparición y evolución de enfermedades graves, el envejecimiento, el trasplante de órganos o el análisis de nuevas terapias.

En concreto, el doctor Izpisua ha logrado hacer crecer células hIPs humanas (células que son capaces de convertirse en todos los tipos de células del cuerpo) dentro de un embrión de mono, consiguiendo su supervivencia. Los resultados obtenidos sobre comunicación celular se han publicado hoy en la revista científica Cell.

Estrella Núñez, vicerrectora de Investigación de la UCAM, catedrática de Bioquímica y coautora del estudio, asegura que el equipo de Izpisua está "en condiciones" de retomar en España de nuevo el estudio para la generación de órganos humanos en cerdos: "Nos puede servir no solo para generar órganos humanos para trasplantes, sino para conocer también las primeras y últimas etapas del desarrollo humano y para poder ver cuál es la aparición y evolución de enfermedades tan graves como el cáncer".

Estrella Núñez, sobre la investigación de Izpisua. UCAM

Es "un enfoque que podría mejorar nuestra comprensión sobre las primeras etapas del desarrollo humano, la aparición y progresión de enfermedades o el envejecimiento, así como servir de plataformas innovadoras para el análisis de fármacos o abordar la necesidad imperiosa de generar órganos humanos para trasplante. Sin embargo, el desarrollo de tales capacidades sigue siendo un gran desafío", señalan desde la UCAM.

Este nuevo estudio, basado en trabajos previos del equipo de investigación del doctor Izpisua, va un paso más allá en la generación de organismos quiméricos (organismos que contienen células de dos o más especies).

Visualización mediante fluorescencia de las células de las diferentes especies en una etapa embrionaria temprana. En rojo, las células humanas Weizhi Ji, Kunming University of Science and Technology

La Organización Mundial de la Salud estima que los 130.000 trasplantes de órganos que se realizan cada año representan solo el 10% de la necesidad existente. El equipo de investigación liderado por el doctor Izpisua creía que el crecimiento de células humanas en embriones de cerdo, cuyo tamaño de órganos, fisiología y anatomía son similares a los de los humanos, servirían para aliviar este problema. 

En 2017, publicó en la revista Cell un artículo pionero en este campo, donde describía cómo las células humanas se integraban en embriones de cerdo en los primeros estadios del desarrollo, lo que marcaba el primer paso hacia la producción de órganos humanos trasplantables utilizando animales de gran tamaño. 

Sin embargo, la contribución de las células humanas al desarrollo del embrión de cerdo fue bastante baja, lo que podría deberse a la gran distancia evolutiva (90 millones de años) entre las dos especies. En cambio, cuando el experimento se realizaba entre animales evolutivamente más próximos como rata y ratón se generaban órganos funcionales de una en el otro, con capacidad para ser trasplantados. Estos resultados hicieron que el Izpisua se propusiera investigar la integración de las células humanas en una especie filogenéticamente más próxima, los macacos.

En el estudio actual, los investigadores etiquetaron células madre reprogramadas pluripotentes humanas hiPCs con una proteína fluorescente, e insertaron estas células marcadas en embriones de macacos en el laboratorio. El desarrollo de este estudio ha sido posible gracias a la tecnología publicada el pasado año por el equipo del doctor Izpisua en colaboración con Weizhi Ji de la Kunming University of Science and Technology en Yunnan, China (también colaborador en este nuevo trabajo) que permitió que embriones de monos permanecieran vivos y crecieran en el laboratorio, fuera del cuerpo de la madre, durante un período de tiempo prolongado.

En el trabajo actual, el experimento finalizó 19 días después de la inyección de las células humanas y, mediante estudios de inmunofluorescencia, los investigadores observaron que las células madre humanas sobrevivieron y se integraron en el embrión de macaco con mejor eficiencia relativa que en los experimentos previos llevados a cabo en cerdos.

Para identificar las vías de comunicación molecular entre las células de las dos especies en el estudio actual, se analizó el transcriptoma de la quimera generada, o lo que es lo mismo, se hizo una lectura de qué genes y qué moléculas estaban activos. Observaron que las células de las quimeras tenían distintos perfiles transcriptómicos que los controles y detectaron que se habían activado varias vías de comunicación.

A partir de ahora, Izpisua se plantea estudiar con más detalle las vías moleculares que se han identificado como involucradas en la comunicación entre especies y, a partir de ahí, determinar cuáles son fundamentales para el éxito de este proceso.