Es tracta d’asembloides, organoides micromètrics formats per la unió d’organoides de ronyó amb organoides vasculars en 3D. Aquests petits sistemes de cultiu són útils per al modelatge de malalties i el cribratge de fàrmacs. L’estudi, liderat per l’IBEC, descriu un abordatge que no s’havia provat abans.
Un estudi liderat per l’Institut de Bioenginyeria de Catalunya (IBEC) descriu un nou abordatge per produir mini ronyons al laboratori que repliquen una vasculatura complexa, similar en algunes característiques a la dels ronyons humans. Aquests “assembloides” es creen mitjançant la unió d’organoides de ronyó en 3D amb organoides endotelials.
Els organoides són estructures tridimensionals cultivades in vitro que imiten les funcions dels òrgans i són una eina prometedora per al modelatge de malalties i el cribratge de fàrmacs. Tanmateix, aquests petits òrgans sovint no tenen sistemes nerviós, immunològic o vascular a causa de la seva complexitat.
Quan aquests dos tipus d’organoides estan junts, inicien un procés d’interacció en a penes tres hores. El resultat d’aquest procediment és veritablement espectacular.
Núria Montserrat Pulido
Reproduir al laboratori el complex sistema de vascularització dels ronyons, un teixit altament irrigat, ha estat un desafiament per als científics durant més d’una dècada. Ara, aquest treball publicat a la prestigiosa revista científica Advanced Materials, descriu una aproximació que no s’havia provat abans:
“Hem acoblat organoides de ronyó amb organoides vasculars. Per dur a terme amb èxit aquest procés, és essencial identificar el moment idoni per unir-los, tenint en compte el moment de desenvolupament de cadascun dels organoides”, explica Núria Montserrat Pulido, professora de recerca ICREA, investigadora principal de l’IBEC i líder de l’estudi. “Quan aquests dos tipus d’organoides estan junts, inicien un procés d’interacció en a penes tres hores. El resultat d’aquest procediment és veritablement espectacular”, destaca.
Aquestes troballes no només proporcionen informació valuosa sobre el desenvolupament dels organoides renals, sinó que també estableixin les bases per dissenyar nous procediments de vascularització d’aquests organoides. Això podria tenir aplicacions en trasplantaments d’organoides en entorns clínics i en investigacions sobre disfuncions vasculars en malalties humanes.
“Necessitem tenir aquest sistema vascular en els nostres organoides si volem modelar patologies sistèmiques que afecten el ronyó a través del torrent sanguini, com pot ser una malaltia autoimmune o una diabetis, per exemple. Creiem, a més, que l’abordatge que hem utilitzat en aquest estudi es podria aplicar també a altres models d’organoide.”, detalla Elena Garreta Bahima, investigadora al grup de Montserrat a l’IBEC i primera autora de l’estudi.
El següent pas, comenta Montserrat, serà introduir aquests organoides vascularitzats en un xip microfluídic per poder fer estudis encara més especialitzats per tal de mimetitzar condicions que s’esdevenen en malalties complexes així com permetre la connexió vascular amb altres organoides, com els organoides cardíacs, treball que avui dia estan desenvolupant al laboratori a IBEC.
Imprimir amb cèl·lules
L’equip d’investigació ja havia vist en estudis anteriors que els organoides de ronyó que generaven contenien un component vascular: cèl·lules d’endoteli, que són les que acaben donant lloc als vasos sanguinis. Utilitzant teixit renal d’origen porcí o humà, van crear un hidrogel biocompatible, que podria ser utilitzat com a tinta per a impressió 3D.
Necessitem tenir aquest sistema vascular en els nostres organoides si volem modelar patologies sistèmiques que afecten el ronyó a través del torrent sanguini, com pot ser una malaltia autoimmune o una diabetis, per exemple.
Elena Garreta Bahima
Amb aquesta base, van decidir simplificar el sistema per fer-lo més accessible i econòmic. D’entre totes les proteïnes que conformen l’hidrogel, van seleccionar el col·lagen I, una de les proteïnes més abundants en la matriu extracel·lular del teixit renal, i van generar un gel biocompatible amb el qual van validar els seus resultats experimentals.
Aquest treball representa una fita significativa en el camp de les teràpies emergents i avançades, una de les principals àrees de recerca de l’IBEC. Aquestes teràpies són tractaments mèdics innovadors que empren tecnologies d’avantguarda per abordar malalties i condicions complexes.
L’estudi a més ha aglutinat investigadors d’altres centres que formen part de la Plataforma Nacional de Biomodals i Biobancs de l’Institut de Salut Carles III (PISCIII-BB), posant en relleu la importància de la col·laboració en xarxa per a la definició de solucions en biomedicina basades en bioenginyeria. Aquesta Plataforma, coordinada per Núria Montserrat, subdirectora d’iniciatives de translació clínica de l’IBEC, proporciona serveis d’alt nivell científic i tecnològic en integrar i coordinar les activitats de totes les seves unitats en resposta a les necessitats del Sistema Nacional de Salut, a més, maneja més de 500.000 mostres biològiques i dades clíniques relacionades.
A més de l’IBEC, van participar en l’estudi el Centre d’Investigació Mèdica Aplicada (CIMA) de la Universitat de Navarra, l’Institut d’Investigació Biomèdica d’A Coruña (INIBIC), el centre tecnològic Leartiker (País Basc), l’Hospital Clínic de Barcelona i l’Hospital General Universitari Gregorio Marañón (Madrid).
Article Referenciat:
Elena Garreta, Daniel Moya-Rull, Andrés Marco, Gaia Amato, Asier Ullate-Agote, Carolina Tarantino, Maria Gallo, David Esporrín-Ubieto, Alberto Centeno, Amaia Vilas-Zornoza, Rafael Mestre, María Kalil, Izar Gorroñogoitia, Ane Miren Zaldua, Samuel Sánchez, Laura Izquierdo Reyes, María Eugenia Fernández-Santos, Felipe Prosper, and Nuria Montserrat. Natural Hydrogels Support Kidney Organoid Generation and Promote In Vitro Angiogenesis. Advanced Materials (2024). DOI: https://doi.org/10.1002/adma.202400306
