Un equip de recerca ha desenvolupat una tecnologia pionera que permet produir organoides renals humans de manera escalable, combinar-los amb ronyons de porc fora del cos i trasplantar-los de nou al mateix animal de manera viable. L’experiment, liderat per l’Institut de Bioenginyeria de Catalunya (IBEC), es troba en fase preclínica i confirma la seguretat i viabilitat del procediment, obrint la porta a futurs assajos en contextos més propers a l’humà. A llarg termini, aquesta aproximació podria contribuir a allargar la vida útil dels òrgans destinats al trasplantament i oferir una alternativa terapèutica per a malalts renals crònics.
Un equip de recerca liderat per l’Institut de Bioenginyeria de Catalunya (IBEC), en col·laboració amb l’Instituto de Investigación Biomédica de A Coruña (INIBIC) i grups de recerca internacionals, ha desenvolupat una tecnologia pionera que permet produir organoides renals humans de manera escalable, combinar-los amb ronyons de porc fora del cos i trasplantar-los de nou al mateix animal, tot avaluant la seva viabilitat després del trasplantament. L’estudi, publicat a la revista Nature Biomedical Engineering, representa una fita en el camp de la medicina regenerativa i personalitzada, establint les bases per a la utilització d’organoides de ronyó derivats de cèl·lules mare humanes per a teràpia cel·lular en assajos clínics.
L’objectiu a llarg termini és poder regenerar o reparar un òrgan abans del trasplantament. Això podria reduir el temps d’espera dels pacients crònics i augmentar el nombre d’òrgans viables per al trasplantament.
Núria Montserrat
Aquest treball, liderat per la Dra. Núria Montserrat, investigadora ICREA a l’IBEC en el moment de l’estudi i actual consellera del Departament de Recerca i Universitats de la Generalitat de Catalunya, és el resultat d’una trajectòria científica de més d’una dècada dedicada a la medicina regenerativa i a la bioenginyeria d’òrgans. Fruit d’aquesta línia de recerca sostinguda, l’equip d’investigació ha aconseguit combinar per primera vegada organoides renals humans amb ronyons porcins vius, connectats a màquines de perfusió normotèrmica. L’ús d’aquests dispositius, utilitzats habitualment en el quiròfan per mantenir l’òrgan viu i oxigenat fora del cos abans d’un transplantament, ha permès inserir organoides humans dins els ronyons porcins i monitorar en temps real la seva integració i funció.
“La nostra recerca demostra que la combinació de tecnologies d’organoides i perfusió ex vivo pot permetre intervencions cel·lulars en condicions totalment controlades.” explica la Dra. Montserrat. “L’objectiu a llarg termini és poder regenerar o reparar un òrgan abans del trasplantament. Això podria reduir el temps d’espera dels pacients crònics i augmentar el nombre d’òrgans viables per al trasplantament.”
Una tecnologia escalable i segura
Un organoide de ronyó és una estructura tridimensional, d’unes micres de mida, cultivada al laboratori a partir de cèl·lules mare humanes. Tot i que no és un òrgan complet, reprodueix moltes de les seves estructures i funcions principals. Gràcies a aquestes característiques, els organoides permeten estudiar com es desenvolupa el ronyó, provar nous fàrmacs i, en el futur, s’espera que puguin ser utilitzats per a reparar teixits renals danyats o millorar òrgans destinats al trasplantament.
Ara, amb el nostre nou mètode, podem generar milers d’organoides renals en condicions controlades i en poc temps, amb una gran precisió i sense necessitat de components complexos. Això obre la porta a aplicacions com la detecció de fàrmacs o l’estudi de malalties.
Elena Garreta
L’estudi descriu, per primera vegada, un mètode sistemàtic i escalable per produir milers d’aquests organoides renals humans, utilitzant tècniques de microagregació i enginyeria genètica.
“Tot i el gran potencial clínic dels organoides, fins ara un dels grans reptes per aplicar aquesta tecnologia en tractaments mèdics reals era aconseguir produir aquests organoides de manera escalable, uniforme i assequible. Ara, amb el nostre nou mètode, podem generar milers d’organoides renals en condicions controlades i en poc temps, amb una gran precisió i sense necessitat de components complexos. Això obre la porta a aplicacions com la detecció de fàrmacs o l’estudi de malalties.”, afegeix la Dra. Elena Garreta, investigadora sènior del grup de Puripotència per a la regeneració d’òrgans de l’IBEC i co-primera autora de l’estudi.
D’altra banda, la utilització de les màquines mencionades, per portar a terme la perfusió dels organoides dins els ronyons, ofereix un avantatge clau: permet mesurar paràmetres fisiològics de l’òrgan en temps real i detectar de manera immediata qualsevol signe de dany o rebuig. Els experiments es van realitzar tant ex vivo (fora de l’organisme) com in vivo (en el mateix animal), utilitzant un model porcí de trasplantament molt similar al ronyó humà.
L’equip de recerca va observar que, després de 24 i 48 hores del trasplantament, els organoides humans persistien integrats en el teixit renal porcí, mantenien la seva viabilitat i no desencadenaven cap resposta immune significativa. El ronyó trasplantat continuava funcionant amb normalitat, i no es van detectar signes de dany ni toxicitat.
Cap a la regeneració d’òrgans abans del trasplantament
Segons els autors i les autores, aquesta metodologia permet imaginar un escenari clínic en què els òrgans destinats al trasplantament puguin ser tractats i condicionats abans d’implantar-los. En aquest context, la col·laboració amb l’Instituto de Investigación Biomédica de A Coruña (INIBIC), l’Organización Nacional de Trasplantes (ONT) i altres institucions, com l’Instituto de Salud Carlos III (ISCIII), ha estat essencial per traslladar la recerca a un entorn quirúrgic realista i preclínic.
Un treball col·laboratiu i de gran impacte
L’article, titulat “Systematic production of human kidney organoids for transplantation in porcine kidneys during ex vivo machine perfusion”, ha estat fruit de la col·laboració entre l’IBEC, el INIBIC, el CIBER-BBN, la ONT, la UB, l’Instituto de Investigación Sanitaria de Navarra, l’Instituto de Investigación Biomédica de Málaga, la Universitat de California, el Center for Bioengineering and Tissue Regeneration de California, l’Instituto de Investigación en Ciencias de la Alimentación (CSIC-UAM), el University Medical Center Groningen, University Hospitals Leuven, National Center of Microbiology (ISCIII), l’Instituto de investigación Sanitaria HM Hospitales, la University of Leuven, el CIBERONC i el Networking Biomedical Research Center in Bioengineering El treball també ha comptat amb la participació de EBERS Medical Technology SL, l’empresa desenvolupadora de les màquines de perfusió utilitzades.
La Dra. Elena Garreta és també professora associada al Departament de Biologia Cel·lular, Fisiologia i Immunologia de la Universitat de Barcelona (UB) i coordinadora de la Plataforma ISCIII Biomodelos y Biobancos (PISCIIIBB) de l’Instituto de Salud Carlos III.
Article de referència
Elena Garreta, Daniel Moya-Rull, Alberto Centeno, Andrés Marco, Asier Ullate-Agote, Gaia Amato, Carlos J. Aranda, Roger Oria, Daniel Lozano-Ojalvo, Merel B. F. Pool, Tim L. Hamelink, Idoia Lucía Selfa, Federico González, Carolina Tarantino, Alejandro Montero Salinas, Patricia López San Martín, Priyanka Koshy, Aleix Gavaldà-Navarro, Amaia Vilas-Zornoza, Juan R. Rodríguez-Madoz, Antón Fernández García, Inmaculada Marquez-Leiva, Henri G. D. Leuvenink, Cristobal Belda-Iniesta, Maarten Naesens, Beatriz Dominguez-Gil, Marcelino González-Martín, Javier Rodríguez-Rivera, Jordi Ochando, Felipe Prosper, Cyril Moers & Nuria Montserrat. Systematic production of human kidney organoids for transplantation in porcine kidneys during ex vivo machine perfusion. Nature Biomedical Engineering (2025). DOI: 10.1038/s41551-025-01542-1
