Crean un nuevo organoide con todas las células clave del páncreas
Un equipo de investigadores ha conseguido desarrollar un nuevo organoide que imita al páncreas fetal humano y que incluye por primara vez los tres tipos principales de células en esta glándula vital.
Por Enrique Coperías
Imagen microscópica del organoide que imita el páncreas de un feto humano. El color magenta coinciden con los núcleos celulares, y el cian resalta las células acinares que secretan enzimas digestivas. Cortesía: Amanda Andersson Rolf and Kelvin Groot
Investigadores del grupo de Organoides del Instituto Hubrecht, en Países Bajos, han desarrollado un nuevo organoide que imita el páncreas fetal humano, lo que ofreciendo una visión más clara de su desarrollo en las primeras etapas del desarrollo embrionario.
Un organoide es una estructura tridimensional pequeña y simplificada, que se cultiva en laboratorio a partir de células madre y que imita algunas funciones y características de un órgano real. Estos modelos se utilizan por lo general para estudiar el desarrollo, las enfermedades y los tratamientos de los órganos de manera más precisa que con células concretas en cultivos tradicionales.
En este caso, los investigadores lograron recrear una estructura completa que incluye los tres tipos celulares clave del páncreas, algo que los organoides anteriores no podían imitar por completo. Además, el equipo identificó una nueva célula madre que da lugar a los tres tipos celulares de la citada glándula.
El páncreas produce produce hormonas como la insulina y el glucagón
El avance, publicado en la revista Cell, podrían ayudar a los investigadores a comprender mejor el páncreas y a desarrollar en el futuro nuevos tratamientos para las enfermedades pancreáticas.
Recordemos que el páncreas es una glándula situada en el abdomen, detrás del estómago, que cumple funciones tanto endocrinas como exocrinas. Como órgano endocrino, produce hormonas esenciales, como la insulina y el glucagón, que regulan los niveles de azúcar en la sangre.
Como órgano exocrino, secreta enzimas digestivas, como la amilasa, la lipasa y las proteasas, que ayudan a descomponer los alimentos en el intestino delgado. Estas funciones son clave para el metabolismo y la digestión.
Ayudar a digerir los alimentos y controlar los niveles de azúcar en sangre
Los problemas en el páncreas pueden conducir a muchos problemas de salud. Tal es el caso de la pancreatitis, el cáncer de páncreas, las diabetes de tipo 1 y tipo 2, la fibrosis quística y la hipertrigliceridemia.
De forma resumida, podría decirse que el páncreas tiene dos funciones principales: ayudar a digerir los alimentos y controlar los niveles de azúcar en sangre. Para cada una de estas tareas, el órgano utiliza distintos tipos de células. Para estudiar su funcionamiento, los científicos pueden echar mano de los organoides, órganos diminutos de aproximadamente 1 mm de tamaño que se cultivan en el laboratorio.
Sin embargo, hasta ahora la mayoría de los organoides solo podían crearse con un tipo de célula a la vez. Esto dificulta a los científicos la comprensión del páncreas en su conjunto. «Queríamos crear un organoide que incluyera todos los tipos celulares de un páncreas real —explica en una nota de prensa Amanda Andersson Rolf, primera autora del estudio. Y añade—: Con un organoide así, podríamos estudiar cómo interactúan estas células diferentes y comprender mejor cómo se desarrolla el páncreas».
Un páncreas que imita al fetal
Andersson Rolf y sus colegas utilizaron tejido pancreático para crear un nuevo organoide tridimensional que imita el páncreas humano en su fase fetal. Este organoide contenía los tres tipos principales de células pancreáticas: células acinares, células ductales y células endocrinas.
Cada una de estas células desempeña una función vital. Las células acinares liberan enzimas que ayudan a descomponer los alimentos, mientras que las células ductales forman canales para transportar las enzimas al intestino. Por último, las células endocrinas producen hormonas, como la citada insulina, para controlar los niveles de azúcar en la sangre.
«En nuestro organoide descubrimos y caracterizamos un nuevo tipo de célula madre que tiene la capacidad única de convertirse en los tres tipos celulares —explica Andersson Rolf. Y añade—: Vimos que los tres tipos celulares no solo se formaban, sino que también realizaban sus funciones previstas. Las células acinares liberaban enzimas digestivas y las endocrinas producían hormonas».
El organoide que imita al páncreas humano, en 3D. Cortesía: Instituto Hubrecht
Gracias a que eran célula humanas
Utilizando estos organoides, los investigadores obtuvieron nueva información sobre cómo se desarrolla el páncreas. «La célula madre del páncreas fetal está presente durante más tiempo de lo que los científicos habían observado en estudios anteriores con ratones», afirma Andersson Rolf.
Curiosamente, los organoides cultivados a partir de una de estas células madre pueden crecer rápidamente durante varios años sin dejar de ser capaces de producir los tres tipos celulares principales del páncreas. Andersson Rolf y sus colegas también descubrieron otra diferencia crucial entre el desarrollo pancreático humano y el del ratón.
«Observamos la presencia de una proteína llamada LGR5, que marca las células madre en distintos tejidos. Esta proteína aparece en las células madre pancreáticas humanas, pero no en los ratones —dice Andersson Rolf—. Nuestra investigación pone de relieve la importancia de estudiar la biología humana, ya que no podríamos haberlo descubierto utilizando células animales».
El nuevo organoide que imita el páncreas fetal puede ofrecer a los científicos nuevas formas de estudiar cómo los genes y el entorno afectan al desarrollo y la salud del páncreas. En última instancia, el estudio de estos organoides podría ayudar a desarrollar terapias regenerativas y nuevos fármacos para tratar enfermedades pancreáticas.
«Sin embargo, primero tenemos que entender cómo funcionan las células y las moléculas del páncreas humano durante el desarrollo y la enfermedad —explica Andersson Rolf. Y concluye—: Solo estamos empezando a arañar la superficie». ▪️
Información facilitada por el Instituto Hubrecht
