Los científicos han logrado desarrollar vasos sanguíneos humanos perfectos como organoides en una placa de Petri por primera vez.
La avanzada tecnología de ingeniería, descrita en un nuevo estudio publicado hoy en Naturaleza , avanza dramáticamente la investigación de enfermedades vasculares como la diabetes, identificando una vía clave para prevenir potencialmente los cambios en los vasos sanguíneos, una de las principales causas de muerte y morbilidad entre las personas con diabetes.
Un organoide es una estructura tridimensional desarrollada a partir de células madre que imita un órgano y puede usarse para estudiar aspectos de ese órgano en una placa de Petri.
"Ser capaz de construir vasos sanguíneos humanos como organoides a partir de células madre es un cambio de juego", dijo el autor principal del estudio, Josef Penninger, el Presidente de Investigación 150 en Genética Funcional de Canadá, director del Instituto de Ciencias de la Vida en UBC y director fundador deInstituto de Biotecnología Molecular de la Academia de Ciencias de Austria IMBA.
"Cada órgano de nuestro cuerpo está vinculado con el sistema circulatorio. Esto podría permitir a los investigadores desentrañar las causas y los tratamientos para una variedad de enfermedades vasculares, desde la enfermedad de Alzheimer, enfermedades cardiovasculares, problemas de curación de heridas, derrames cerebrales, cáncer y,por supuesto, diabetes "
La diabetes afecta a un estimado de 420 millones de personas en todo el mundo. Muchos síntomas de diabetes son el resultado de cambios en los vasos sanguíneos que resultan en una circulación sanguínea deteriorada y un suministro de oxígeno a los tejidos. A pesar de su prevalencia, se sabe muy poco acerca de los cambios vasculares derivados de la diabetes.Esta limitación ha retrasado el desarrollo del tratamiento muy necesario.
Para abordar este problema, Penninger y sus colegas desarrollaron un modelo innovador: organoides tridimensionales de vasos sanguíneos humanos cultivados en una placa de Petri. Estos llamados "organoides vasculares" se pueden cultivar utilizando células madre en el laboratorio, imitando de manera sorprendente elestructura y función de los vasos sanguíneos humanos reales.
Cuando los investigadores trasplantaron los organoides de los vasos sanguíneos en ratones, descubrieron que se desarrollaron en vasos sanguíneos humanos perfectamente funcionales, incluyendo arterias y capilares. El descubrimiento ilustra que es posible no solo diseñar organoides de vasos sanguíneos a partir de células madre humanas en un plato,pero también para desarrollar un sistema vascular humano funcional en otra especie.
"Lo que es tan emocionante de nuestro trabajo es que tuvimos éxito en hacer vasos sanguíneos humanos reales a partir de células madre", dijo Reiner Wimmer, primer autor del estudio e investigador postdoctoral en IMBA. "Nuestros organoides se parecen a los capilares humanos paraen gran medida, incluso a nivel molecular, y ahora podemos usarlos para estudiar enfermedades de los vasos sanguíneos directamente en el tejido humano ".
Una característica de la diabetes es que los vasos sanguíneos muestran un engrosamiento anormal de la membrana basal. Como resultado, el suministro de oxígeno y nutrientes a las células y tejidos se ve muy afectado, causando una multitud de problemas de salud, como insuficiencia renal, corazónataques, derrames cerebrales, ceguera y enfermedad arterial periférica, que conducen a amputaciones.
Los investigadores luego expusieron los organoides de los vasos sanguíneos a un ambiente "diabético" en una placa de Petri.
"Sorprendentemente, pudimos observar una expansión masiva de la membrana basal en los organoides vasculares", dijo Wimmer. "Este engrosamiento típico de la membrana basal es sorprendentemente similar al daño vascular observado en pacientes diabéticos".
Luego, los investigadores buscaron compuestos químicos que pudieran bloquear el engrosamiento de las paredes de los vasos sanguíneos. No encontraron que ninguno de los medicamentos antidiabéticos actuales tuviera ningún efecto positivo en estos defectos de los vasos sanguíneos. Sin embargo, descubrieron que un inhibidor de la \ beta - secretasa, un tipo de enzima en el cuerpo, previno el engrosamiento de las paredes de los vasos sanguíneos, lo que sugiere, al menos en modelos animales, que el bloqueo de la \ beta - secretasa podría ser útil en el tratamiento de la diabetes.
Los investigadores dicen que los hallazgos podrían permitirles identificar las causas subyacentes de la enfermedad vascular y potencialmente desarrollar y probar nuevos tratamientos para pacientes con diabetes.
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Materiales proporcionado por Universidad de Columbia Británica . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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