Clásicamente, los investigadores en ciencias médicas básicas han tenido dos herramientas: cultivos in vitro y modelos animales. Los desafíos que plantean sus limitaciones son muchos. Las células extraídas del cuerpo humano y cultivadas en una placa de Petri no se comportarán exactamente como lo hacen dentro de un órgano real del cuerpo. Los modelos animales no son tan complejos como el cuerpo humano y no pueden captar la heterogeneidad de los seres humanos.
Hoy, sin embargo, la investigación científica básica está experimentando una revolución con la creación de organoides, réplicas celulares en miniatura en 3D y funcionales de nuestros órganos corporales. Los organoides, que se cultivan a partir de una pequeña biopsia de células de un paciente, abarcan la heterogeneidad del órgano humano y revelan la interacción de las células entre sí.
«Ahora, tenemos el modelo más cercano a la realidad, que nos permite estudiar las enfermedades humanas de la mejor manera», explicó Myriam Grunewald, Ph.D., directora del recién creado Centro Organoide de la Organización Médica Hadassah dentro del Instituto Wohl de Hadassah para Medicina traslacional. La Dra. Grunewald compartió la explicación anterior de la investigación de la ciencia médica clásica y la importancia de esta revolución durante el seminario web «Cariño, encogí los órganos», episodio cuatro de la serie de Hadassah International «50 sombras de salud: un viaje hacia el futuro de la medicina»
El Dr. Liron Birimberg-Schwartz, director médico del Centro Organoide, y el neumólogo pediátrico Dr. Alex Gileles-Hillel se unieron a la Dra. Grunewald para describir cómo los organoides, al imitar los órganos humanos, tienen el potencial de permitir a los médicos tratar mejor a un paciente con terapia. La Dra. Birimberg-Schwartz explicó que, en la década de 1980, se descubrió una mutación genética de la fibrosis quística (FQ) que causa el mal funcionamiento de una proteína, lo que lleva a una acumulación de moco espeso que, a su vez, causa dificultades respiratorias e infecciones pulmonares. Se desarrollaron medicamentos para tratar la afección, pero los medicamentos no funcionaron en todos los pacientes. Mientras realizaba una beca en Toronto, Canadá, recuerda la Dra. Birimberg-Schwartz, tuvo un paciente con FQ muy enfermo para quien ninguno de los medicamentos actuales fue de ayuda. Usando tecnología de organoides, ella y sus colegas probaron diferentes combinaciones de medicamentos y descubrieron una que restauró la función proteica del paciente. “Entendí entonces lo importante que es esta investigación y cuánto podemos afectar los resultados de los pacientes”, dijo. «Seguí pensando que tenemos que hacer esto más rápido».
El Dr. Gileles-Hillel, en su presentación del seminario web, explicó que «un organoide es una plataforma versátil para replicar los trastornos pulmonares». En colaboración con el Dr. Hans Clevers del Instituto Hubrecht, Real Academia de Artes y Ciencias de los Países Bajos, está usando organoides para investigar las diferentes formas en que el movimiento de los cilios, los finos pelos limpiadores de nuestras vías respiratorias, se ve comprometido en la FQ de modo que el los cilios no pueden sacar la mucosidad y los contaminantes de los pulmones. Una vez que los organoides iluminan cómo funcionan los cilios de un paciente en particular, el objetivo es determinar qué los hará funcionar de manera más eficiente, anotó el Dr. Gileles-Hillel.
El Dr. Clevers, el primero en identificar células madre adultas vivas en los intestinos, las utilizó para desarrollar el primer organoide. Quizás uno de los elementos más fascinantes del descubrimiento de los organoides es que con una célula madre adulta, un científico no solo puede desarrollar un órgano en miniatura completamente desarrollado que imita al órgano humano real, sino que también, como señaló el Dr. Birimberg-Schwartz, crear un número ilimitado de organoides. Siempre que un órgano tenga células madre adultas, ese órgano se puede recrear en un organoide. Además, «estos organoides comienzan a desarrollarse en uno o dos días», dijo. «Dependiendo de la complejidad del experimento, los científicos tendrán suficientes células para su investigación en unas semanas o en uno o dos meses».
La Dra. Grunewald y sus colegas ahora están estableciendo un banco de organoides que representan diferentes órganos e individuos con una variedad de antecedentes genéticos. El objetivo es capturar tantas enfermedades como sea posible, anotó. Cada organoide se congela y luego, a pedido, se puede descongelar y usar para responder una pregunta científica básica (cómo las bacterias en el intestino desencadenan la formación de células tumorales, por ejemplo) o para ayudar a un médico a decidir qué medicamento administrar a un paciente para lograr el mejor resultado.
Como informó la Dra. Birimberg-Schwartz, al usar tecnología organoide, los investigadores pueden probar 120 medicamentos o combinaciones de medicamentos a la vez y luego decirle al médico: «Este es el régimen de medicamentos que le recomiendo que pruebe primero».
¿Qué sigue? Dentro de unos años, es probable que los organoides se utilicen no solo para obtener información, sino también para curar órganos. Un organoide intestinal, por ejemplo, repleto de células madre adultas en regeneración, puede reimplantarse en un paciente, localizar el sitio de una lesión y repararla. La tecnología organoide está claramente avanzando.
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