Este éxito, fruto de las investigaciones de un equipo internacional de científicos, liderado por el español Juan Carlos Izpisua, supone la antesala para conseguir nefronas perfectamente funcionales y regenerar el tejido renal dañado por enfermedad. Estos estudios podrían revolucionar el mundo de los trasplantes de riñón, y quizás se podría extender a otros órganos humanos.

Se trata de “la clave de la eterna juventud”, al menos en lo que se refiere a un tipo de células progenitoras de riñón humano, ya que han logrado cultivar células precursoras del riñón que solo están en la fase embrionaria humana y que dan lugar al tejido renal. La regeneración, también por este método, del cartílago dañado es el siguiente objetivo, en el que ya está  trabajando este mismo equipo de científicos. 

25 Agosto 2016

Células progenitoras renales obtenidas en el laboratorio (en rojo) después de ser transplantadas a un riñón.

 

Un equipo multidisciplinar de científicos, integrado por investigadores de diferentes nacionalidades, españoles (UCAM, Clinica CEMTRO de Madrid y Hospital CLINIC de Barcelona), turcos, chinos, estadounidenses y japoneses, dirigidos por el español Juan Carlos Izpisua, profesor del Laboratorio de Expresión Génica del Instituto Salk de EEUU y Catedrático Extraordinario de Biología del Desarrollo de la Universidad Católica de Murcia (UCAM),  ha descubierto “la clave de la eterna juventud”, al menos en lo que se refiere a un tipo de células progenitoras del riñón humano.

Estudios de esta envergadura pueden llevarse a cabo gracias a la colaboración de científicos de distintos centros de investigación en todo el mundo”, apunta la vicerrectora de Investigación de la UCAM Estrella Núñez. “Dentro de la estrategia de investigación de la UCAM, la colaboración con investigadores y centros de prestigio de otros países es una de nuestras líneas prioritarias”.

Intentos previos para mantener en cultivo células progenitoras de nefrona fracasaron, ya que las células morían o perdían gradualmente su capacidad de desarrollo. Sin embargo, mediante cultivo en 3D y utilizando un nuevo medio de cultivo, este grupo de investigadores ha conseguido capturarlas y mantenerlas en cultivo en el laboratorio. Este tipo de células presentes en la fase inicial del desarrollo del riñón se podrían utilizar para generar tejido renal con el fin de estudiar la fisiología del propio riñón o cualquier enfermedad que afecte a este órgano.

“Tener una fuente inagotable de células progenitoras de riñón podría ser el punto de partida para generar órganos funcionales en el laboratorio, así como una forma de empezar a aplicar terapias celulares a riñones cuya función está disminuida”, dice Juan Carlos Izpisua, investigador principal del estudio.

Células progenitoras de las nefronas (NPC) solamente existen, al menos en seres humanos, durante una breve etapa inicial del desarrollo embrionario, ya que más tarde evolucionan para dar lugar a nefronas, que son las unidades funcionales del riñón y responsables de la filtración de la sangre y excreción de la orina. Por lo tanto, en humanos adultos, al no existir células NPC, no hay posibilidad de generar tejido renal nuevo que pudiera sustituir al tejido renal dañado tras una enfermedad. Estos científicos creen que el cultivo “in vitro” de estas células NPC, proporciona una nueva plataforma científico-tecnológica para estudiar tanto el desarrollo del riñón, como el tratamiento de enfermedades renales.

Este grupo de científicos trabajaron inicialmente con células NPC aisladas de embriones de ratón para desarrollar las condiciones que les permitiera mantenerlas en cultivo “in vitro” en su estadío progenitor. Así, descubrieron que, cultivándolas en 3D, en lugar de hacerlo en placa bidimensional, y utilizando una nueva mezcla de moléculas y factores de crecimiento, podían  capturarlas, mantenerlas vivas y dividirlas en el laboratorio indefinidamente. Seguidamente demostraron que estas células así cultivadas, podían ser inducidas y convertirse en nefronas funcionales que se comportan como tales tanto en el laboratorio como cuando son transplantadas en animales.

El conocimiento adquirido inicialmente con células de ratón permitió, en una fase posterior, el desarrollo de metodologías para la obtención de células progenitoras renales humanas. La generación de progenitores renales humanos abre las puertas al desarrollo de nuevas terapias destinadas a reemplazar órganos enfermos,  así como a la simulación y estudio de enfermedades humanas en el laboratorio, como ya se demuestra en el trabajo de investigación ahora publicado. Mediante la introducción de mutaciones relacionadas con una enfermedad en estas células se podrá estudiar la aparición y progresión de la enfermedad, así como descubrir nuevos fármacos para su tratamiento.

De hecho, en colaboración con el Hospital Clínic de Barcelona, se están empezando a desarrollar los primeros protocolos preclínicos para el posible traslado de estos conocimientos al estudio de determinadas enfermedades renales. Además, actualmente este equipo investigador está trabajando en el cultivo de otros tipos de células progenitoras, necesarias para generar un riñón completo. Tal y como dice Toshi Araoka, coautor del estudio y ligado a la UCAM y al Instituto Salk “hay muchos tipos de células progenitoras que deben trabajar juntas para generar un órgano funcional. Si podemos cultivar distintos tipos de células progenitoras estaremos mucho más cerca de generar riñones transplantables”.

Otro de los componentes del equipo de investigación, también asociado a la UCAM y al Salk, Jun Wu, apunta que “la estrategia de cultivo en 3D utilizada en este estudio también se puede utilizar para cultivar progenitores de otras líneas celulares, de hecho ya estamos trabajando en colaboración con la Clínica CEMTRO de Madrid, en la generación de cartílago, un tipo celular clave dada la alta prevalencia de lesiones en deportistas y enfermedades osteo-articulares durante el envejecimiento”.