{"id":80003,"date":"2020-11-16T17:55:35","date_gmt":"2020-11-16T16:55:35","guid":{"rendered":"http:\/\/ibecbarcelona.eu\/?p=80003"},"modified":"2020-11-26T13:39:04","modified_gmt":"2020-11-26T12:39:04","slug":"descifrando-el-potencial-de-los-organoides-humanos-a-traves-de-la-bioingenieria","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/ibecbarcelona.eu\/es\/descifrando-el-potencial-de-los-organoides-humanos-a-traves-de-la-bioingenieria\/","title":{"rendered":"Descifrando el potencial de los organoides humanos a trav\u00e9s de la bioingenier\u00eda"},"content":{"rendered":"
\"\"
Mini<\/span><\/span>–<\/span><\/span>ri\u00f1\u00f3n<\/span><\/span>\u00a0generado en el laboratorio de Nuria Montserrat en el IBEC<\/span><\/span>\u00a0<\/span><\/figcaption><\/figure>\n

Los organoides se conciben como micro-tejidos dise\u00f1ados en el laboratorio usados para ayudarnos a comprender su desarrollo y tambi\u00e9n las enfermedades de los humanos. Sin embargo, estos modelos carecen de caracter\u00edsticas importantes que s\u00ed tienen los \u00f3rganos originales, como su madurez o esperanza de la vida. En esta revisi\u00f3n, los autores discuten de que forma la bioingenier\u00eda puede proporcionar informaci\u00f3n sobre las propiedades biof\u00edsicas del tejido original y as\u00ed reproducirlas en los organoides<\/strong>. Los autores recalcan la importancia de que especialistas en \u00e9tica, ingenieros y bi\u00f3logos expertos en c\u00e9lulas madre trabajen conjuntamente. Seg\u00fan afirman, esta colaboraci\u00f3n es clave para avanzar en el campo de los organoides derivados de c\u00e9lulas madre pluripotentes humanas (hPSCs).<\/p>\n

Los organoides son agregados de c\u00e9lulas cultivadas que constituyen tejidos de un tama\u00f1o reducido (de micr\u00f3metros a cent\u00edmetros), dotados de las caracter\u00edsticas estructurales y funcionales de los \u00f3rganos humanos. Durante las \u00faltimas dos d\u00e9cadas, los avances en las t\u00e9cnicas de crecimiento de hPSCs han permitido el desarrollo de procedimientos para generar estructuras similares a peque\u00f1os \u00f3rganos a demanda. Hasta la fecha, los cient\u00edficos han generado a partir de c\u00e9lulas madre organoides de cerebro, ri\u00f1\u00f3n, intestino, pulm\u00f3n, retina, o\u00eddo interno, h\u00edgado, entre otros. Estas plataformas de cultivo celular han permitido el estudio de programas morfogen\u00e9ticos tempranos que impulsan la especificaci\u00f3n y la diferenciaci\u00f3n de tejidos, y han dado lugar a una nueva clase de cultivos tridimensionales seguros y asequibles para aplicaciones en la investigaci\u00f3n biom\u00e9dica. Sin embargo, todav\u00eda existen limitaciones importantes tales como su madurez y vida limitada, que impiden aplicar los organoides en medicina regenerativa.<\/p>\n

En este punto, las investigadoras del IBEC\u00a0<\/span><\/span>Nuria<\/span><\/span>\u00a0<\/span><\/span>Montserrat<\/span><\/span><\/a>\u202fy\u202f<\/span><\/span>Elena G<\/span><\/span>a<\/span><\/span>r<\/span><\/span>r<\/span><\/span>e<\/span><\/span>t<\/span><\/span>a<\/span><\/span><\/a>\u202fhan estudiado el pasado y\u00a0<\/span><\/span>el presente de los sistemas de cultivo de\u00a0<\/span><\/span>hPSCs<\/span><\/span>\u00a0y el impacto de esos avances en la investigaci\u00f3n de\u00a0<\/span><\/span>organoides<\/span><\/span>\u00a0en un esfuerzo por destacar las estrategias de bioingenier\u00eda asequibles para superar las actuales limitaciones. En un art\u00edculo de revisi\u00f3n public<\/span><\/span>ado en\u00a0<\/span><\/span>Nature<\/span><\/span>\u00a0<\/span><\/span>Materials<\/span><\/span><\/a>, y escrito en colaboraci\u00f3n con otros expertos internacionales, incluidos Xavier\u00a0<\/span><\/span>Trepat<\/span><\/span>\u00a0del IBEC, Roger D.\u00a0<\/span><\/span>Kamm<\/span><\/span>\u00a0y Ron Weiss del MIT en EE. UU., Susana M Chuva de S<\/span><\/span>ousa\u00a0<\/span><\/span>Lopes<\/span><\/span>\u00a0de LUMC de los Pa\u00edses Bajos, Madeline A. Lancaster de MRC en el Reino Unido e\u00a0<\/span><\/span>Insoo<\/span><\/span>\u00a0<\/span><\/span>Hyun<\/span><\/span>\u00a0de la Universidad de Case West\u00a0<\/span><\/span>Research<\/span><\/span>\u00a0<\/span><\/span>University<\/span><\/span>\u00a0en EE. UU., las investigadoras subrayan el papel crucial que juegan la bioingenier\u00eda y la \u00e9tica en el imp<\/span><\/span>ulso del desarrollo futuro de estos sistemas.<\/span><\/span>\u00a0<\/span><\/p>\n

La convergencia entre\u00a0<\/span><\/span>organoides<\/span><\/span>\u00a0y bioingenier\u00eda tiene el potencial de revolucionar la biomedicina, ya que permitir\u00e1 a los investigadores estudiar patolog\u00edas con una precisi\u00f3n sin precedentes.<\/span><\/span>\u00a0<\/span><\/strong><\/p><\/blockquote>\n

Los desaf\u00edos desde hace un siglo<\/span><\/span>\u00a0<\/span><\/strong><\/h2>\n

Ya antes de los a\u00f1os 1900, los bi\u00f3logos hab\u00edan comenzado a aislar y cultivar tejidos y c\u00e9lulas de varios organismos, como esponjas, pollos o ratones. M\u00e1s adelante, se consigui\u00f3 el aislamiento de c\u00e9lulas madre embrionarias h<\/span>umanas y la reprogramaci\u00f3n de c\u00e9lulas som\u00e1ticas en c\u00e9lulas madre pluripotentes inducidas.\u00a0<\/span>Esto<\/span>\u00a0permiti\u00f3 de<\/span>sarrollar<\/span>\u00a0c\u00e9lulas con propiedades similares a las que encontramos durante las etapas del desarrollo. Durante la \u00faltima d\u00e9cada, la posibilidad de generar v<\/span>ersiones microm\u00e9tricas de \u00f3rganos humanos ha permitido la creaci\u00f3n de modelos que reproducen las caracter\u00edsticas fundamentales de los \u00f3rganos originales. Entre ellas, la forma en que las c\u00e9lulas se organizan espacialmente y su respuesta funcional ante situ<\/span>aciones adversas como las que se dan despu\u00e9s de un trasplante<\/span>\u00a0in vivo<\/span><\/i>.<\/span>\u00a0<\/span><\/p>\n

Hasta el momento, los\u00a0<\/span>organoides<\/span>\u00a0derivados de\u00a0<\/span>hPSCs<\/span>\u00a0han conservado las propiedades inherentes de estas fuentes celulares \u00fanicas, incluida su capacidad para autoorganizarse o diferenciar<\/span>se en cualquier tipo de c\u00e9lula de nuestro cuerpo en respuesta a se\u00f1ales externas.\u00a0<\/span>Sin embargo, e<\/span>l poco control sobre los est\u00edmulos externos\u00a0<\/span>recibidos<\/span>\u00a0provoca respuestas no deseadas tales como la falta de madurez o una corta vida \u00fatil. En este sentido,<\/span>\u00a0los expertos describen varios enfoques orientados a proporcionar un componente vascular capaz de desarrollar\u00a0<\/span>organoides<\/span>\u00a0a partir de c\u00e9lulas madre y a dise\u00f1ar redes vasculares que permitan la generaci\u00f3n de\u00a0<\/span>organoides<\/span>\u00a0m\u00e1s grandes y viables, utilizando soluc<\/span>iones como sistemas de\u00a0<\/span>microfluidos<\/span>, sistemas de\u00a0<\/span>cocultivo<\/span>\u00a0o\u00a0<\/span>bioimpresi\u00f3n<\/span>\u00a03D.<\/span>\u00a0<\/span><\/p>\n

Creando el entorno adecuado<\/span><\/span>\u00a0<\/span><\/strong><\/h2>\n

Otra limitaci\u00f3n de los\u00a0<\/span>organoides<\/span>\u00a0es la naturaleza aleatoria y descontrolada de su crecimiento. Incluso dentro de las mismas l\u00edneas de c\u00e9lulas madre, se observa poca homogeneidad, lo que significa que actualmente no son el reflejo m\u00e1s fiel de los sistemas\u00a0<\/span>originales en los que se basan. Los microambientes dise\u00f1ados<\/span>\u00a0con bioingenier\u00eda podr\u00edan<\/span>\u00a0proporcionar a los\u00a0<\/span>organoides<\/span>\u00a0las instrucciones que necesitan para crecer de una manera m\u00e1s organizada y consistente<\/span>, como es el caso por ejemplo\u00a0<\/span>los sistemas din\u00e1micos de hidrogel ac<\/span>tivados por luz<\/span>.\u00a0<\/span>\u00a0<\/span><\/p>\n

Igualmente<\/span>\u00a0importante es\u00a0<\/span>recrear las interacciones tejido-tejido y las condiciones fisiol\u00f3gicas que experimentan los \u00f3rganos originales. En este sentido, se han utilizado dispositivos de\u00a0<\/span>microingenier\u00eda<\/span>\u00a0para crear varios tipos\u00a0<\/span>de \u00ab\u00f3rgano en un chip\u00bb que imitan aspectos clave de la fisiolog\u00eda de los \u00f3rganos. Una tecnolog\u00eda que ya ha sido usada para desarrollar modelos\u00a0<\/span>de\u00a0<\/span>organoides<\/span>\u00a0<\/span>con<\/span>\u00a0ciertas enfermedades, como la diabetes tipo 2 y la esclerosis lateral amiotr\u00f3fica (ELA).<\/span>\u00a0<\/span><\/p>\n

Aunque la\u00a0<\/span>creaci\u00f3n de los microambientes ideales para la producci\u00f3n, el crecimiento y la funcionalidad de los\u00a0<\/span>organoides<\/span>\u00a0queda a\u00fan algo lejos, la tecnolog\u00eda de los\u00a0<\/span>organoides<\/span>\u00a0ya est\u00e1 revolucionando la biomedicina en \u00e1reas como la biolog\u00eda del desarrollo, la generaci<\/span>\u00f3n de f\u00e1rmacos, el modelado de enfermedades y la medicina personalizada. No hay duda de que las estrategias de bioingenier\u00eda son una poderosa herramienta para lograr la creaci\u00f3n de estos microambientes. Sin embargo, seg\u00fan los autores, tal revoluci\u00f3n requer<\/span>ir\u00e1 una estrecha colaboraci\u00f3n entre bi\u00f3logos expertos en c\u00e9lulas madre, bioingenieros y especialistas en \u00e9tica. Est\u00e1 en las manos de las universidades, los institutos y las administraciones asignar recursos para garantizar que as\u00ed sea.<\/span><\/p>\n

<\/span><\/p>\n

\u00a0<\/span><\/p>\n

Sobre el IBEC<\/span><\/b>
\n<\/span>El Instituto de Bioingenier\u00eda de Catalu\u00f1a (IBEC) es un centro CERCA, reconocido en dos ocasiones como centro de Excelencia Severo Ochoa y miembro del Instituto de Ciencia y Tecnolog\u00eda de Barcelona (BIST). IBEC lleva a cabo investigaci\u00f3n interdisciplinaria\u00a0<\/span>de excelencia en la frontera de la ingenier\u00eda y las ciencias de la vida con el fin de generar nuevo conocimiento, integrando campos como la nanomedicina, la biof\u00edsica, la biotecnolog\u00eda la ingenier\u00eda de tejidos y las aplicaciones de tecnolog\u00eda de la informa<\/span>ci\u00f3n en el \u00e1mbito de la salud. El IBEC fue creado en 2005 por la Generalitat de Catalu\u00f1a, la Universidad de Barcelona (UB) y la Universidad Polit\u00e9cnica de Catalu\u00f1a (UPC).<\/span>\u00a0<\/span><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

En una revisi\u00f3n publicada en la prestigiosa revista cient\u00edfica Nature Materials, investigadores del IBEC debaten junto a expertos internacionales de EE. UU. y Europa la forma de usar la bioingenier\u00eda con el fin de guiar mejor la autoorganizaci\u00f3n y diferenciaci\u00f3n de las c\u00e9lulas madre humanas pluripotentes (hPSCs) y as\u00ed poder generar organoides de mayor calidad. <\/h3>\n","protected":false},"author":4,"featured_media":73155,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[97],"tags":[1246,1124],"post_formats":[],"class_list":["post-80003","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-noticias-de-investigacion","tag-bioengineering-es","tag-nuria-montserrat-es-2"],"yoast_head":"\nDescifrando el potencial de los organoides humanos a trav\u00e9s de la bioingenier\u00eda - Institute for Bioengineering of Catalonia<\/title>\n<meta name=\"robots\" content=\"index, follow, max-snippet:-1, max-image-preview:large, max-video-preview:-1\" \/>\n<link rel=\"canonical\" href=\"https:\/\/ibecbarcelona.eu\/es\/descifrando-el-potencial-de-los-organoides-humanos-a-traves-de-la-bioingenieria\/\" \/>\n<meta property=\"og:locale\" content=\"es_ES\" \/>\n<meta property=\"og:type\" content=\"article\" \/>\n<meta property=\"og:title\" content=\"Descifrando el potencial de los organoides humanos a trav\u00e9s de la bioingenier\u00eda - Institute for Bioengineering of Catalonia\" \/>\n<meta property=\"og:description\" content=\"En una revisi\u00f3n publicada en la prestigiosa revista cient\u00edfica Nature Materials, investigadores del IBEC debaten junto a expertos internacionales de EE. 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Estos organoides de ri\u00f1\u00f3n contienen estructuras renales que incluyen t\u00fabulos proximales (marcados con LTL, en verde) y la expresi\u00f3n de col\u00e1geno IV en la membrana basal (en rojo). 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\n<\/span>Elena Garreta, Roger D.\u00a0<\/span>Kamm<\/span>, Susana M Chuva de Sousa\u00a0<\/span>Lopes<\/span>, Madeline A. Lancaster, Ron Weiss, Xavier\u00a0<\/span>Trepat<\/span>,\u00a0<\/span>Insoo<\/span>\u00a0<\/span>Hyun<\/span>\u00a0and Nuria Montserrat (2020) \u201c<\/span>Rethinking<\/span><\/i>\u00a0<\/span><\/i>organoid<\/span><\/i>\u00a0<\/span><\/i>technology<\/span><\/i>\u00a0<\/span><\/i>t<\/span><\/i>hrough<\/span><\/i>\u00a0<\/span><\/i>bioengineering<\/span><\/i><\/a>.<\/span><\/i>\u201d\u00a0<\/span>Nature<\/span>\u00a0<\/span>Materials<\/span>, 2020.<\/span>\u00a0<\/span><\/p>\n