Científicos han desarrollado mini-tripas humanas dentro de ratones

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Tu intestino tiene un papel obvio: procesa los alimentos que comes. Pero tiene otra función importante: te protege de bacterias, virus o alérgenos que ingieras con este alimento. "La mayor parte del sistema inmunitario humano es el tracto gastrointestinal, y nuestra mayor exposición al mundo es lo que nos llevamos a la boca", dice Michael Helmrath, cirujano pediátrico del Centro Médico del Hospital Infantil de Cincinnati que trata a pacientes con enfermedades intestinales. .

A veces, este sistema funciona mal o no se desarrolla correctamente, lo que puede provocar afecciones gastrointestinales como la colitis ulcerosa, la enfermedad de Crohn y la enfermedad celíaca, todas las cuales están aumentando en todo el mundo. El estudio de estas condiciones en animales solo puede decirnos mucho porque sus dietas y sistemas inmunológicos son muy diferentes a los nuestros.

En busca de un método mejor, Helmrath y sus colegas anunciaron la semana pasada en la revista Nature Biotechnology que habían trasplantado diminutas bolas tridimensionales de tejido intestinal humano en ratones. Después de varias semanas, estas esferas, conocidas como organoides, desarrollaron características clave del sistema inmunológico humano. El modelo podría usarse para imitar el sistema intestinal humano sin tener que experimentar con pacientes enfermos.

El experimento es una continuación dramática de 2010, cuando los investigadores de Cincinnati Children's se convirtieron en los primeros en el mundo en crear un organoide intestinal funcional, pero su modelo inicial era una versión más simple en una caja de laboratorio. Unos años más tarde, dice Helmrath, se dieron cuenta de que "necesitábamos que se pareciera más al tejido humano".

En otros lugares, los científicos están cultivando réplicas en miniatura similares de otros órganos humanos, incluidos el cerebro, los pulmones y el hígado, para comprender mejor cómo se desarrollan normalmente y cómo las cosas van mal para dar lugar a enfermedades. Los organoides también se utilizan como avatares humanos para las pruebas de drogas. Dado que contienen células humanas y tienen algunas de las mismas estructuras y funciones que los órganos reales, algunos investigadores creen que son un mejor sustituto que los animales de laboratorio.

"Es de vital importancia que cuando tratamos de construir estas plataformas para probar la eficacia de los medicamentos y los efectos secundarios en modelos de tejido humano, nos aseguremos de que estamos tan cerca y tan completos como el tejido en el que el medicamento finalmente funcionará en nuestro cuerpo humano. Así que agregar el sistema inmunológico es una parte importante de eso ", dice Pradipta Ghosh, directora del Centro Humanoide de Excelencia en Investigación de la Universidad de California en San Diego, quien desarrolla organoides humanos para la detección y prueba de drogas. Ghosh no era involucrados en el estudio.

Para desarrollar el organoide, los científicos comenzaron con células madre pluripotentes inducidas, que se crean a partir de células humanas maduras extraídas de la sangre o la piel. Estos tienen la capacidad de transformarse en cualquier tipo de tejido corporal. Al alimentar a las células madre con un cóctel molecular específico, el equipo las entrenó en las células intestinales. Después de crecer durante 28 días en una placa, las células formaron esferas de tejido de unos pocos milímetros de diámetro.

El equipo trasplantó con cuidado estas esferas a ratones que habían sido modificados genéticamente para suprimir su propio sistema inmunitario para que el tejido organoide no fuera rechazado. (Los investigadores trasplantaron el organoide intestinal junto a los riñones de cada ratón, por lo que en realidad no estaba conectado al tracto digestivo de los animales). células madre que podrían convertirse en las células deseadas.

Después de 20 semanas, los organoides habían crecido hasta alcanzar el tamaño de un guisante y contenían aproximadamente 20 tipos de células inmunitarias humanas. "Se parece mucho a las poblaciones que vemos en el intestino humano", dice Helmrath. Para entonces, los organoides también habían formado folículos linfoides humanos, o placas de Peyer, estructuras importantes en el intestino que...