Como publica “abc.es”, a través de un estudio dirigido por investigadores del Centro Médico del Hospital Infantil de Cincinnati (EE.UU.) se ha logrado “crear” un colon embrionario o “mini-colon” a partir de iPS humanas, un avance que dará lugar a un estudio más preciso de las patologías del tramo final del tracto gastrointestinal y en un futuro, incluso, el desarrollo de tejidos sanos para su trasplante.

Las células madre pluripotentes (iPS) tienen la capacidad de diferenciarse en cualquier tipo de célula del organismo, por lo que pueden emplearse para crear órganos y tejidos sanos con los que reemplazar a aquellos deteriorados a causa de una lesión, enfermedad o, incluso, por el paso de los años.

Según James Wells, director de esta investigación, “las enfermedades que afectan a esta región del tracto gastrointestinal son altamente prevalentes, caso de la colitis, del cáncer de colon o del síndrome del intestino irritable. Hasta ahora, la manera en la que hemos podido estudiar estas enfermedades ha estado ciertamente limitada dado que, entre otros aspectos, los modelos animales como los ratones no recrean de forma precisa los procesos que tienen lugar en el tracto gastrointestinal en las enfermedades humanas. Así, este nuevo sistema posibilita una recreación muy efectiva de las patologías y el desarrollo en humanos”.

Construir un “mini-colon”

Los expertos cuentan con experiencia en la generación de organoides a partir de iPS humanas, pues ya en 2009 crearon un “mini-intestino” en fase embrionaria mediante un sistema nervioso funcional y dos de las regiones, el antro y el fundus, que están en el estómago humano. Sin embargo, hasta el momento no se sabía nada sobre los procesos genéticos y moleculares que inducen a las iPS a diferenciarse y unirse para formar un organoide colónico funcional.

Los expertos recurrieron a tejidos de modelos animales -ratones y ranas- y humanos con el fin de identificar las señales moleculares que orquestan el desarrollo embrionario del intestino posterior, es decir, la región a partir de la cual se forma todo el intestino delgado, incluido el colon. Gracias a esto observaron que la proteína SATB2, una proteína ligante de ADN que facilita la organización estructural de los cromosomas en los núcleos celulares, es la encargada de coordinar todo el proceso, tanto en los animales como en humanos.

A continuación, vieron que el factor de crecimiento conocido como “proteína morfogénica ósea” (BMP) es totalmente necesario para que la SATB2 pueda realizar su función y “empuje” a las iPS a diferenciarse y desarrollar los tejidos para dar lugar al intestino posterior. Añadieron este BMP a los cultivos de iPS durante tres días, provocando así, la activación de un grupo de genes, “HOX”, que regulan el desarrollo embrionario del organismo, desde los dedos de los pies hasta la cabeza. Esto demuestra que la adición de SATB2 y de BMP es la clave para que a las iPS para que formen un “mini-colon” funcional. Pero saber si éste actúa como lo haría un colon humano generado de forma natural, los expertos trasplantaron los nuevos organoides en las cápsulas renales de ratones a los que habían sometido previamente a un estado de inmunosupresión y observaron que, una vez en los animales, los organoides asumieron la forma, estructura y características celulares y moleculares del colon humano.

Por lo tanto, los organoides abren una nueva etapa en la investigación de las enfermedades de la última región del tracto gastrointestinal.

“Al exponer a estos organoides a los desencadenantes inflamatorios, podremos conocer cómo las capas celulares del colon y las células sobre las que se disponen cooperan para responder a la inflamación. Un estudio que podría ser muy relevante para los pacientes con enfermedad de Crohn o colitis ulcerosa. Y dado que la flora intestinal se concentra mayoritariamente en el colon, los organoides también podrían utilizarse para recrear el microbioma humano tanto en la salud como en la enfermedad”, detalla Jorge Munera, co-autor de la investigación, Según los autores, los nuevos organoides del colon podrían emplearse como plataforma para probar nuevos fármacos antes de que sean utilizados en los ensayos clínicos. “La mayoría de los fármacos orales son absorbidos en el organismo a través del intestino”, afirma James Wells.

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