Células madre para cultivar estructuras 3D pulmonares fuera del cuerpo

Recubriendo diminutas perlas de gel con células madre procedentes del pulmón, y permitiendo que se autoensamblen adoptando la forma de estructuras pulmonares humanas, unos investigadores han conseguido crear unos “organoides” de pulmón que son tridimensionales, es decir que no se limitan a una capa plana y delgada de células sobre la superficie de una placa de laboratorio sino que crecen también en vertical de manera significativa.

Este tejido cultivado en laboratorio y que es parecido al de un pulmón normal, se puede usar para estudiar enfermedades, incluyendo la fibrosis pulmonar idiopática, que habitualmente es difícil de estudiar usando métodos convencionales.

El equipo de la Dra. Brigitte Gomperts, profesora de oncología y hematología pediátrica en la Universidad de California en Los Ángeles (UCLA), Estados Unidos, todavía no ha conseguido hacer crecer un pulmón completo y totalmente funcional, pero sí ha logrado tomar células pulmonares y situarlas en la disposición y el patrón geométrico correctos para imitar a la estructura básica de un pulmón humano.

La fibrosis pulmonar idiopática es una enfermedad crónica caracterizada por la cicatrización de los pulmones. Esto los hace gruesos y rígidos, lo que con el paso del tiempo resulta en dificultades respiratorias que empeoran progresivamente y, como consecuencia de ello, una escasez creciente de oxígeno en el cerebro y en órganos vitales. Después del diagnóstico, la mayoría de la gente con la enfermedad vive de tres a cinco años. Aunque en la mayoría de casos de fibrosis pulmonar idiopática se desconoce qué la causa, para un pequeño porcentaje de personas se sabe que hay un componente genético importante, al ser habituales los casos en familias específicas. Además, fumar cigarrillos y la exposición a ciertos tipos de polvo pueden aumentar el riesgo de desarrollar la enfermedad.

El tejido tridimensional cultivado en laboratorio mediante la nueva técnica (izquierda) se parece al natural de un pulmón humano adulto (derecha). (Imágenes: UCLA Broad Stem Cell Research Center)

Para estudiar el efecto de las mutaciones genéticas o de los fármacos en las células pulmonares, la comunidad científica ha utilizado previamente cultivos bidimensionales de ellas. Pero cuando toman células de personas con fibrosis pulmonar idiopática y las hacen crecer en estos cultivos planos, las células parecen sanas. O sea que los científicos en esos experimentos no han podido realmente modelar la cicatrización pulmonar en una placa de Petri. La incapacidad de modelar la fibrosis pulmonar idiopática en el laboratorio complica el estudio de la biología de la enfermedad y reduce las oportunidades de diseñar posibles tratamientos.

Usando los nuevos organoides pulmonares, los investigadores podrán estudiar las claves biológicas de la fibrosis pulmonar idiopática y otras enfermedades pulmonares, así como probar también posibles tratamientos para ellas.

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