Por: Cassandra Willyard
8 de marzo de 2024
Este artículo apareció por primera vez en
The Checkup, el boletín semanal de biotecnología de MIT Technology Review.
Ya he citado en este foro
al maestro Platón con aquella magnífica frase con la que nos advierte que: El
que se desentiende de la política corre el riesgo de ser gobernado por los
peores hombres. Pues bien, meditando sobre ella, llegué a la conclusión de
que, en esta vida (y más en estos cambiantes tiempos), desentenderse del
conocimiento es sumamente peligroso porque uno comienza a no entender lo que
sucede a su alrededor por no haberse tomado el trabajo de informarse, al menos,
del curso que siguen las cosas que lo rodean. Por ejemplo, desentenderse de los
avances en Inteligencia Artificial puede significar que, algún día, un robot
munido de ella nos reemplace en nuestro trabajo y, al no saber nada de ella, no
habremos tomado precauciones y quedaremos sin ninguna respuesta.
Y digo en estos
cambiantes tiempos porque el avance arrollador de la ciencia y de la
tecnología no admite pausas ni demoras. Por ejemplo, un hombre nacido en el 984
no notaría casi ninguna diferencia en el mundo respecto a otro, nacido cien
años después en 1084; en cambio uno nacido en 1924 y otro en 2024 verían mundos
completamente diferentes.
Esta es la razón por la
que desde aquí hemos condenado frases como: La política no es para mí; Yo no
me meto en política. Los que así actúan son los que luego se quejan
amargamente cuando ven la comunidad en que viven arruinada por políticos
corruptos que la han transformado en un erial. Pesa sobre ellos la dura
sentencia del maestro Platón.
Así pues, queridos amigos,
el tema es que la frase bíblica: Ganarás el pan con el sudor de tu frente se
aplica a la propia vida. No se obtiene una vida plena sin trabajo y me refiero,
en este caso, al trabajo de estar al día con todo lo que sucede a nuestro
alrededor. No hacerlo conlleva la dura pena de quedar incomunicado con los
demás y con las cosas (piensen en todos los adultos que no saben usar el
celular o Internet, etc.) y, lentamente, el mundo habla un idioma que uno ya no
entiende por lo que se termina por ir recluyéndose en la cueva, aislado de todo
y de todos y, sin saberlo, disponiéndose a morir.
La vida, queridos amigos,
es bella, no fácil.
Así las cosas, les traigo
hoy un artículo sobre los miniórganos para que podamos informarnos de en qué
andan la Biología y la Medicina. Si lo encuentran muy técnico por momentos,
lean en diagonal rescatando el concepto y no los detalles.
¡Espero que sea del
interés de todos ustedes y agregue flechas en su carcaj de conocimientos!
El artículo que les
menciono comienza hablando sobre un equipo de investigadores que
lograron cultivar organoides pulmonares, renales e intestinales a partir de
células fetales que flotan en el líquido amniótico. Se denomina
organoides a pequeños grupos de células que provienen del feto e imitan algunas
de las características de un órgano real de tamaño completo. A medida que un feto crece
en el útero, arroja células al líquido amniótico que lo rodea y lo protege.
Ahora los investigadores han demostrado que pueden usar esas células para
cultivar organoides, estructuras tridimensionales que tienen algunas de las
propiedades de los órganos humanos — en este caso riñones, intestinos pequeños
y pulmones.
Un ultrasonido, por
ejemplo, podría revelar que los riñones de un feto son más pequeños de lo que
deberían ser, pero a falta de un defecto genético evidente, los médicos no
pueden decir por qué son pequeños o encontrar una solución. Pero si pueden
tomar una pequeña muestra de líquido amniótico y, al hacer crecer en él un
organoide renal, el problema podría hacerse evidente y, por lo tanto, podría hallarse
una solución.
Emocionante, ¿verdad?
¡Pero los organoides pueden hacer mucho más!
Hagamos un resumen de
algunos de los usos extraños, salvajes, maravillosos y francamente inquietantes
que los investigadores han ideado para los organoides.
Los organoides podrían ayudar a acelerar
el desarrollo de drogas medicinales. Según algunas
estimaciones, el 90% de los candidatos a drogas fracasan durante los ensayos en
humanos. Esto se debe a que las pruebas preclínicas se realizan principalmente
en células y roedores, lo que no es un modelo perfecto. Las células carecen de
complejidad. Y los ratones, como todos sabemos, no son humanos.
Los organoides tampoco son
humanos, pero provienen de humanos. Y tienen la ventaja de tener más
complejidad que una capa de células en un plato. Eso los convierte en un buen
modelo para evaluar a los candidatos a drogas.
En 2022, Roche contrató al
pionero organoide Hans Clevers para dirigir su división de Investigación
Farmacéutica y Desarrollo Temprano. “Mi creencia es que los organoides humanos
eventualmente complementarán todo lo que estamos haciendo actualmente. Estoy
convencido, ahora que he visto cómo funciona todo el proceso de desarrollo de
drogas, de que uno puede implementar organoides humanos en cada paso del
camino”, dijo Clevers a Nature.
Los organoides son más
difíciles de cultivar que las líneas celulares, pero algunas empresas están
trabajando para automatizar el proceso. La biotecnología Vivodyne, con sede en
Filadelfia, ha desarrollado un sistema robótico que combina organoides con tecnología
de IA. El sistema cultiva 20 tipos de tejido humano, cada uno con 200.000 a 500.000
células, y luego las dosifica con drogas. Estos sujetos de prueba “cultivados
en laboratorio” proporcionan “grandes cantidades de datos humanos complejos —
más grandes de lo que podría obtener de cualquier ensayo clínico”.
Según el sitio web de
Viodyne, las máquinas patentadas pueden probar 10.000 tejidos humanos
independientes a la vez, “con un rendimiento a escala de vivero”. Salida a escala de vivarium. Tuve que rodar
esta frase alrededor de mi cerebro varias veces antes de entender lo que
significaban: el robot proporciona la misma cantidad de datos que un edificio
lleno de ratones de laboratorio.
Los organoides podrían ayudar a los
médicos a tomar decisiones médicas para pacientes individuales.
Estos mini órganos se
pueden cultivar a partir de células madre, pero también se pueden cultivar a
partir de células adultas. Eso permite cultivar organoides de cualquier persona
para cualquier número de usos. En pacientes con cáncer, por ejemplo, estos
organoides derivados del paciente podrían usarse para ayudar a descubrir la
mejor terapia.
La fibrosis quística es
otro ejemplo. Muchas terapias de fibrosis quística están aprobadas para tratar
a personas con mutaciones específicas. Pero para las personas que tienen
mutaciones más raras, no está claro qué terapias funcionarán.
Los médicos toman biopsias
rectales de personas con la enfermedad, usan las células para crear organoides
intestinales personalizados y luego aplican diferentes medicamentos. Si un
tratamiento dado funciona, los organoides se hinchan visiblemente. En uno caso reciente,
la prueba permitió a una mujer con fibrosis quística acceder a uno de estos
medicamentos a través de un programa de uso especial.
Los organoides también están preparados
para ayudar a los investigadores a comprender mejor cómo interactúan nuestros
cuerpos con los microbios que nos rodean (y que a veces nos infectan).
Durante la emergencia de
salud del Zika en 2015, los investigadores usaron organoides cerebrales para
descubrir cómo el virus causa microcefalia y malformaciones cerebrales. Los
investigadores también han logrado usar organoides para cultivar norovirus, el
patógeno responsable de la mayoría de los flus estomacales. El norovirus humano
no infecta a los ratones, y ha resultado especialmente complicado de cultivar
en las células. Esa es probablemente parte de la razón por la que no tenemos
terapias para la enfermedad.
He guardado las
aplicaciones más extrañas y posiblemente más espeluznantes para el final:
Algunos investigadores están trabajando
para aprovechar la incomparable capacidad del cerebro para aprender mediante el
desarrollo de biocomputadoras organoides cerebrales.
Un grupo de células cerebrales en un plato
aprendió a jugar el videojuego Pong. Otra biocomputadora
logró decodificar algunas señales de audio de personas que pronuncian
vocales japonesas. El campo aún se encuentra en etapas extremadamente
tempranas, y los investigadores son cautelosos de sobrevalorar la
tecnología. Pero dado a dónde quiere ir el campo —de pleno derecho inteligencia organoide— no es demasiado temprano para
hablar preocupaciones éticas. ¿Podría una biocomputadora volverse
consciente? Los organoides surgen de células tomadas de un individuo. ¿Qué
derechos tendría esa persona? ¿Tendría la biocomputadora sus propios
derechos? ¿Y qué hay de los roedores que han tenido organoides cerebrales
implantados en ellos? (Sí, eso también está sucediendo).
El año pasado, los
investigadores informaron que los organoides humanos implantados en cerebros de
ratas se expandieron a millones de neuronas y lograron conectarse al cerebro
del animal. Cuando soplaban una bocanada de aire sobre los bigotes de la rata,
podían grabar una señal eléctrica que se deslizaba a través de las neuronas
humanas.
En 2023, los científicos
informaron que los organoides cerebrales enganchados a un chip electrónico
podrían realizar algunas tareas muy básicas de reconocimiento del habla.
Abdullahi Tsanni tiene la historia.
Saima Sidik nos cuenta
cómo los organoides creados a partir del revestimiento uterino podrían revelar
los misterios de la menstruación. Aquí está su informe.
¿Cuándo podremos
trasplantar mini pulmones, hígados o tiroides en las personas? Diez años ...
tal vez, dijo mi colega Jess Hamzelou en este número pasado de The Checkup.
De toda
la web
Un proyecto de ley de
Alabama, aprobado hace poco, crea un foso legal alrededor de embriones. Según
la nueva ley, los proveedores y receptores de FIV (Fertilidad In Vitro) no
pueden ser procesados o demandados por dañar o destruir embriones. Pero la ley
no responde a la pregunta central planteada por los tribunales de Alabama la
semana pasada: ¿Los embriones son personas? (NYT)
Más noticias legales. El
comité de seguridad nacional del Senado aprobó un proyecto de ley esta semana
que impediría que ciertas biotecnologías chinas realicen negocios en los
Estados Unidos. El objetivo es evitar que accedan a los datos personales de salud
e información genética de los estadounidenses. Pero algunos críticos han
planteado preocupaciones sobre la cadena de suministro. (Reuters)
Algunos científicos han
expresado su preocupación de que demasiados disparos óvidos podrían fatigar el
sistema inmunológico y hacer que la vacunación sea menos efectiva. Pero un
hombre que recibió la friolera de 217 vacunas anticovid no mostró signos de una
respuesta inmune flagrante. (Washington Post)
Abróchate el cinturón.
Norovirus viene por ti. (Estados Unidos hoy).
Pequeños estudios que muestran que la ibogaína, un psicodélico derivado de la
corteza de los árboles, puede tratar la adicción a los opioides han renovado el
interés en esta droga ilegal. Pero algunos investigadores cuestionan si alguna
vez podría ser una terapia factible (NYT)
Los organoides hechos de líquido amniótico nos dirán cómo se desarrollan los fetos.
La nueva técnica
permite a los investigadores “acceder al feto sin tocar el feto” y podría
ayudar a detectar ciertas condiciones antes.
Los organoides podrían dar a los médicos aún más
información sobre cómo se están desarrollando los órganos fetales, mejorando
potencialmente los diagnósticos prenatales de afecciones como la espina bífida.
Estos no son los primeros organoides producidos a
partir de células fetales. Otros grupos los han cultivado a partir de tejido
fetal desechado. Pero este grupo es uno de los primeros en cultivar organoides
a partir de células tomadas de líquido amniótico, que se pueden extraer sin
dañar al feto.
“Todo el concepto es realmente innovador”, dice
Oren Pleniceanu, biólogo de células madre y jefe del Centro de Investigación
del Riñón en el Centro Médico Sheba y la Universidad de Tel-Aviv, que también
ha estado trabajando en organoides a partir de líquido amniótico. Esta
capacidad de obtener células fetales del líquido amniótico, “es como una
biopsia libre”, dice. Pero señala que todavía hay margen de mejora cuando se
trata de describir las células que están presentes. “No es tan fácil definir
qué células son”, dice.
Los investigadores han sabido durante décadas que
el líquido amniótico contiene células fetales. Eso es lo que permite a los
médicos diagnosticar afecciones como el síndrome de Down y la enfermedad de
células falciformes antes del nacimiento a través de la amniocentesis, en la
que se usa una aguja para tomar una muestra del líquido. Sin embargo, la gran
mayoría de estas células, 95% o más, son células muertas arrastradas por el
feto, en cambio las células en el líquido amniótico son células vivas.
Primero, trabajaron para determinar qué tipos de
células había allí, mapeando sus identidades y luego usando la secuenciación de
una sola célula para evaluar dónde se originaron. Luego, el equipo colocó tres
tipos de células progenitoras — riñón, pulmón e intestino delgado — en un
cultivo 3D para ver si formarían organoides.
Funcionó. Los organoides crecieron y desarrollaron
características del tejido del que provenían las células. En cuestión de
semanas, los organoides pulmonares, por ejemplo, tenían estructuras latigantes
y peludas llamadas cilios, como las que se encuentran dentro del pulmón.
Las células
cerebrales humanas conectadas a un chip pueden hacer reconocimiento de voz
Como cirujano pediátrico, De Coppi a menudo se ocupa de defectos congénitos de nacimiento. Los médicos pueden detectar estos defectos usando imágenes, pero no tienen una buena manera de evaluar su gravedad o cómo afectan la función del órgano. Para ver si sus organoides pulmonares podrían proporcionar parte de esa información, el equipo recolectó células de fetos con una condición rara llamada hernia diafragmática congénita (CDH). Estos fetos tienen un espacio en su diafragma que permite que los órganos del abdomen empujen hacia arriba en la cavidad torácica y compriman los pulmones. “Si el pulmón se está comprimiendo, el pulmón no se desarrolla de la manera que debería, dice” De Coppi. “Entonces solo el 70% de estos fetos sobrevivirá”.
El equipo comparó los organoides cultivados a partir de fetos CDH con organoides cultivados a partir de fetos sanos. Inicialmente, ambos organoides se veían iguales. Pero cuando los investigadores los empujaron a diferenciarse para imitar la parte del pulmón más cercana a la tráquea, o las partes más profundas del pulmón, vieron algunas diferencias sorprendentes. Tanto los organoides sanos como los CDH desarrollaron cilios, pero el patrón era diferente en los organoides CDH, y lucharon más para diferenciar. Los organoides CDH también produjeron menos tensioactivo, una sustancia que ayuda a que los sacos de aire en los pulmones funcionen correctamente.
El CDH puede tratarse: los cirujanos colocan un globo en la tráquea del feto para obligar a los pulmones a retroceder contra los órganos invasores. Cuando los investigadores compararon los organoides pulmonares cultivados a partir de células tomadas del líquido amniótico antes y después del procedimiento del globo, descubrieron que los organoides tratados se parecían más a los organoides pulmonares normales, y su expresión génica sugirió que estaban más desarrollados.
Estos resultados apuntan a dos posibles usos. Colocar el globo requiere cirugía fetal, y los médicos no tienen una buena manera de averiguar qué fetos podrían beneficiarse y cuáles no. Estos organoides personalizados pueden ayudarlos a determinar qué tan subdesarrollados están los pulmones para que puedan tomar una decisión más informada. Y para aquellos fetos que se someten al procedimiento, los organoides podrían brindar a los médicos información sobre si funcionó.
Estos investigadores no son los únicos en desarrollar organoides a partir de células en líquido amniótico. En un preimpresión publicada en octubre de 2023, Pleniceanu y sus colegas informan que ellos también lograron cultivar tales células en organoides pulmonares y renales. Pero en lugar de cultivar sus organoides en un medio de cultivo genérico, desarrollan medios diseñados para promover el crecimiento de organoides específicos —, por ejemplo, un medio podría mejorar el crecimiento de organoides renales, otro podría provocar el desarrollo de organoides pulmonares.
Los organoides no son, como su nombre lo indica, órganos de funcionamiento en miniatura. Pero estas colecciones de células recrean parte de la estructura y complejidad de los órganos. Como resultado, pueden ofrecer una ventana única al desarrollo humano. Y debido a que tienen las mismas mutaciones genéticas que el feto, también pueden echar un vistazo a los médicos sobre cómo se está desarrollando ese feto en particular.
Historia relacionada
Pequeños órganos falsos
podrían romper el misterio de la menstruación.
Los investigadores están utilizando organoides
para desbloquear uno de los procesos más misteriosos — y milagrosos — del
cuerpo humano.
De Coppi señala que la industria farmacéutica ha
comenzado a usar organoides derivados de células adultas para identificar
nuevas terapias. Ahora existe la posibilidad de devolver esos desarrollos
tecnológicos al desarrollo fetal, dice, “porque por primera vez, podemos
acceder al feto sin tocar al feto.”
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Celular: +54 9 261 6321054
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Web: www.milibreria.net
Bueno, queridos amigos, llegados a este punto, me despido con un:
¡Hasta la próxima!
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