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Investigadores del IBEC han creado por primera vez cultivos tridimensionales -organoides- a partir de células madre pluripotentes, que se asemejan a tejido embrionario de riñón humano durante el segundo trimestre de gestación.
Mediante el uso de biomateriales que mimetizan el microambiente embrionario los investigadores también han logrado que estos minirriñones presenten características relevantes para su uso inmediato en el modelado de patologías renales.
En un estudio publicado en la Nature Materials se describe cómo investigadores del IBEC han generado organoides, o miniórganos, que se asemejan al riñón embrionario humano durante el segundo trimestre de gestación, y muestra cómo estos cultivos tridimensionales mimetizan aspectos fundamentales durante la formación del riñón, como la distribución, la funcionalidad y la organización específica de las células.
La investigación, liderada por la Dra. Núria Montserrat, investigadora principal ICREA en el IBEC, y en el que también han colaborado el Hospital Clínic de Barcelona, el Consejo Superior de Investigaciones Científicas, la Universidad de Barcelona y el Salk Institute for Biological Studies en los Estados Unidos, permite generar conocimiento fundamental sobre cómo se desarrolla este órgano y, a su vez, facilita el diseño de experimentos focalizados en el cribaje de compuestos terapéuticos destinados a la regeneración renal.
Para llevar a cabo este proceso, los investigadores han utilizado células madre pluripotentes, con las que han conseguido recapitular el desarrollo embrionario del riñón –hasta el segundo trimestre de gestación-, y han generado los minirriñones simulando la dureza del microambiente embrionario mediante el uso de biomateriales.
Miniriñón derivado a partir de células madre pluripotentes humanas
“Uno de los aspectos cruciales en la investigación con organoides consiste en desarrollar una metodología que permita su maduración en una placa de cultivo, y que estos se asemejen al órgano adulto, por ello es esencial proveer a estos miniórganos, entre otras cosas, de una red vascular, esencial para facilitar el intercambio de nutrientes y asegurar su funcionalidad”, comenta Núria Montserrat.
Para superar este obstáculo, los investigadores han implantado los minirriñones en la vasculatura embrionaria del pollo y han observado que, después de pocos días, los minirriñones presentaban células endoteliales y evidencias estructurales que indicaban una mejor diferenciación dentro de estas estructuras tridimensionales.
Este tipo de abordaje representa una estrategia prometedora para el desarrollo de tejidos biofuncionales, que puedan ser utilizados tanto para la detección de drogas como para el desarrollo de medicina personalizada. “Anticipamos que este procedimiento que presentamos puede ser aplicado de inmediato en los laboratorios que trabajen en el modelado de enfermedades del riñón”, comenta Nuria Montserrat. “Necesitamos entender cómo se generan los tejidos para poder abordar cuestiones relacionadas con su disfunción”, añade el Dr. Josep M. Campistol del Hospital Clínic de Barcelona.
El estudio en el que han participado investigadores de tres grupos de investigación de IBEC, el Hospital Clínic en Barcelona, el Consejo Superior de Investigaciones, la Universidad de Barcelona y el Salk Institute for Biological Studies en los Estados Unidos , ha sido financiado parcialmente por el European Research Council y la Asociación Española contra el cáncer, entre otras instituciones.
marzo 12/ 2019 (ibecbarcelona)
Fuente:
Garreta E, Prado P., Tarantino C. y cols.: Fine tuning the extracellular environment accelerates the derivation of kidney organoids from human pluripotent stem cells. Nature Materials Ahead
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