Brazos y piernas de laboratorio, casi una realidad

Fuente: B. J. Jank, Ott Lab. / Quartz

Crear un brazo o una pierna desde cero en un laboratorio todavía es algo imposible. La complejidad estructural de un miembro, su precisión, su disposición, todos sus aspectos son, simplemente, demasiado intrincados para nuestro conocimiento en biología celular, aunque poco a poco vamos mejorando nuestra capacidad. Pero cuando no podemos llegar a un punto con el camino directo, siempre hay a quién se le ocurre un atajo. Como el de estos investigadores de Massachusetts, quienes usan una técnica llamadadescelularización y las técnicas más avanzadas de bioingienería para hacer sus propias extremidades de reemplazo en el laboratorio. Vamos a ver cómo lo hacen.

La descelularización es solo el comienzo

Como explicábamos, todavía no tenemos los conocimientos necesarios para crear de la nada un miembro funcional. Sabemos muchísimo, conocemos los genes que controlan la lateralización, tenemos bastante idea de cómo va la diferenciación según la disposición celular... pero aún así, todo esto, no es suficiente. Las extremidades son extremadamente precisas, todavía imposibles de imitar. Así que ¿porque tratar de emularlas cuando podemos coger una prestada? El principal problema de injertar cualquier órgano o tejido, como sabréis, es el rechazo. Las personas que reciben trasplantes han de permanecer toda su vida con medicación para evitar este problema. Sin embargo, imaginad el brazo de un donante. Su complejísima estructura está compuesta de tendones, fibras, nervios, huesos, cartílagos y mucho más. Las células son la base de todos estos tejidos, pero también las que provocan el rechazo.

La descelularización es solo el primer paso en el proceso de obtener nuevas extremidades de reemplazo en el laboratorio. Así lo demuestran varios investigadores que muestran como emplear esta técnica.

Ahora, ¿y su sacamos todas las células? La descelularización "vacía" la estructura de células, dejando solo el andamiaje. Es decir, la estructura que une los tejidos, de manera que solo quedan los huecos donde se encontraban las células. Para ello se emplean una serie de detergentes especiales que "limpian" el miembro. Una vez que solo tenemos el cascarón vacío, inyectamos las células del paciente en el orden, lugar y con los factores adecuados. Y lo que tenemos es un nuevo brazo preparado para injertar y que celularmente es indistinguible de la persona que espera recibirlo. De esta manera, el paciente no sufrirá rechazo y tendrá un miembro nuevo, prácticamente a estrenar. Y básicamente, en esto llevan trabajando varios investigadores desde hace tiempo. Los resultados, por ahora, son muy prometedores. Han conseguido finalizar el proceso de creación de una extremidad completa a partir de otra, inyectando las células precursoras de tejidos. Pero todavía queda mucho que hacer.

Creando extremidades de remplazo en el laboratorio

Ya tenemos la extremidad lista. Ahora, el siguiente paso será injertarla. Para ello, debemos asegurarnos de que se pueden realizar todas las conexiones adecuadamente: vasos sanguíneos, arterias, nervios, músculos, etc. Para que todos los tejidos estén correctamente desarrollados, como decíamos antes, hemos inyectado células endoteliales que hacen crecer las paredes de los vasos, miocitos para los músculos, o células epiteliales que harán crecer la piel y la endodermis. Todos estos tipos celulares han crecido a partir del paciente, por lo que al conectarlos a su cuerpo no deberían provocar rechazo alguno. Para unirlos, además, hace falta las técnicas más punteras de cirugía. Las pruebas realizadas en ratas de laboratorio parecen muy positivas. Los vasos funcionan Hacen falta las técnicas más punteras en cirugía para injertar la extremidadcorrectamente, los músculos son de menor preocupación y la piel parece desarrollarse con normalidad.

El siguiente objetivo es ver como se desarrollan los nervios, ya que su reconexión y extensión es uno de los puntos más delicados en el injerto. El último paso, por supuesto, será comprobar que el organismo puede prescindir de medicación especializada para evitar el rechazo de la extremidad. Como vemos, todavía queda un buen trecho por caminar, pero la investigación ya está muy avanzada en mamíferos como las ratas. En breve comenzarán las pruebas con extremidades de primates, ya que su anatomía es mucho más parecida a la nuestra. En un futuro, quién sabe, tal vez un donante pueda dar sus brazos y piernas para que puedan hacerle una descelularización e inyectarle las nuevas células del paciente. Como comprenderéis, no es lo mismo que hacer una extremidad por completo y desde cero, lo que sería sensacional; pero, ya lo hemos dicho más arriba, a veces hace falta coger atajos como este para llegar a buen puerto. Y quién sabe que nos deparará el futuro.

Más información

• Crapo, Peter M., Thomas W. Gilbert, and Stephen F. Badylak. “An Overview of Tissue and Whole Organ Decellularization Processes.” Biomaterials 32, no. 12 (April 2011): 3233–43. doi:10.1016/j.biomaterials.2011.01.057.
• Rathi, Akshat. “World’s First Biolimb: Scientists Are Growing Rat Arms in Petri Dishes.” Quartz. Accessed June 9, 2015. http://qz.com/422199/worlds-first-biolimb-scientists-are-growing-rat-arms-in-petri-dishes/.
• Song, Jeremy J., and Harald C. Ott. “Organ Engineering Based on Decellularized Matrix Scaffolds.” Trends in Molecular Medicine 17, no. 8 (2011): 424–32.
• Soto-Gutierrez, Alejandro, Jason A. Wertheim, Harald C. Ott, and Thomas W. Gilbert. “Perspectives on Whole-Organ Assembly: Moving toward Transplantation on Demand.” The Journal of Clinical Investigation 122, no. 11 (November 1, 2012): 3817–23. doi:10.1172/JCI61974.