Crean mini estómagos humanos 3D usando células madre

Científicos utilizaron células madre pluripotentes para generar, en 3D, tejido funcional del estómago humano en un laboratorio mediante la creación de una herramienta sin precedentes para investigar el desarrollo y las enfermedades de un órgano central para varias crisis de salud pública, que van desde el cáncer a la diabetes.

Los científicos de Cincinnati Children’s Hospital Medical Center publicaron recientemente en Nature que utilizan células madre pluripotentes humanas - que pueden convertirse en cualquier tipo de célula en el cuerpo - para hacer crecer una versión en miniatura del estómago. 

En colaboración con investigadores del Colegio de Medicina de la Universidad de Cincinnati, utilizaron el laboratorio para generar mini-estómagos (llamados organoides gástricos) y estudiar la infección por la bacteria H. pylori, una causa principal de la enfermedad de úlcera péptica y cáncer de estómago.

Esta generación molecular de organoides gástricos humanos 3D (hGOs) presenta nuevas oportunidades para el descubrimiento de fármacos, el modelado de las primeras etapas de cáncer de estómago y el estudio de algunos de los fundamentos de la diabetes relacionadas con la obesidad, de acuerdo con Jim Wells, PhD, investigador principal y científico en las divisiones de la Biología del Desarrollo y Endocrinología en Cincinnati Children’s.

También es la primera vez que los investigadores han producido un intestino anterior embrionario humano en 3D - un punto de partida prometedor para generar otros tejidos de órganos como los pulmones y el páncreas.

"Hasta este estudio, nadie había generado células gástricas a partir de células madre pluripotentes humanas (hPSCs)", dijo Wells. "Además, hemos descubierto la manera de promover la formación de tejido gástrico en tres dimensiones con una arquitectura compleja y composición celular". Esto es importante porque las diferencias entre las especies en el desarrollo embrionario y la arquitectura del estómago adulto hacen modelos de ratón menos que óptimo para el estudio del desarrollo y la enfermedad del estómago humano, agregó Wells.

Los investigadores pueden utilizar organoides gástricos humanos como una nueva herramienta de descubrimiento para ayudar a desbloquear otros secretos del estómago, tales como la identificación de los procesos bioquímicos en el intestino que permiten a los pacientes con bypass gástrico en convertirse en personas sin diabetes tan pronto después de la cirugía y antes de la pérdida de peso significativa. 

La obesidad, la diabetes y el síndrome metabólico son una explosión de la epidemia de salud pública. Hasta ahora, un reto importante para abordar estos y otros problemas de salud relacionados con el estómago ha sido una relativa falta de sistemas de modelización de laboratorio fiables para simular con precisión la biología humana, explicó Wells.

La clave para el crecimiento de organoides gástricos humanos fue identificar los pasos involucrados en la formación normal del estómago durante el desarrollo embrionario. Mediante la manipulación de estos procesos normales en una placa de Petri, los científicos fueron capaces de convencer a las células madre pluripotentes para convertirse en el estómago. En el transcurso de un mes, estos pasos resultaron en la formación de organoides gástricos humanos 3D que eran aproximadamente de 3 mm (1/10 de pulgada) de diámetro. Wells y sus colegas también utilizaron este enfoque para identificar lo que impulsa la formación de estómago normal en los seres humanos con el objetivo de entender lo que va mal cuando el estómago no se forma correctamente.

Wells hizo hincapié en la importancia de la investigación básica para el éxito final de este proyecto, y agregó: "Este hito no hubiera sido posible si no hubiera sido por los estudios previos de muchos otros investigadores básicos en la comprensión del desarrollo embrionario de órganos".