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Organoides: órganos en miniatura desarrollados en el laboratorio para la investigación de enfermedades y nuevos tratamientos

El desarrollo de órganos en miniatura en el laboratorio puede sonar a ciencia ficción. Sin embargo, gracias a los avances en la tecnología de las células madre y la bioingeniería, los científicos pueden ahora cultivar artificialmente una masa de células para crear organoides con propiedades similares a las de los órganos. Los organoides son agregados de células cultivadas en matrices tridimensionales (3D) específicas, que dan lugar a órganos en miniatura simplificados que conservan algunas funciones fisiológicas. Provienen de una o varias células, de un tejido, de células madre embrionarias o células madre pluripotentes inducidas, que pueden autoorganizarse en cultivos tridimensionales.
Organoides: órganos en miniatura desarrollados en el laboratorio para la investigación de enfermedades y nuevos tratamientos
Tras observar que las células en cultivos en dos dimensiones (2D) no presentan las mismas características que «in vivo», los cultivos de organoides en 3D se han posicionado como sistemas modelo prometedores para estudiar el desarrollo tisular y diseñar nuevas terapias. Con los recientes hallazgos tecnológicos, los modelos de cultivo en 3D han acabado por ser una aproximación más pertinente del entorno «in vivo» desde un punto de vista fisiológico. Por lo tanto, los investigadores de los ámbitos de las ciencias físicas y de la ingeniería pretenden mejorar las condiciones de cultivo en 3D para desarrollar órganos en miniatura en una placa Petri.

Los organoides son cada vez más complejos a medida que los investigadores empiezan a investigar más profundamente los mecanismos que rigen el linaje de las células madre y la diferenciación. Se han cultivado modelos de muchos órganos, como el cerebro, el hígado, los riñones, el pecho, la retina y órganos del tracto gastrointestinal, entre otros. Estos pueden utilizarse en modelos de infección y de detección de toxicidad, así como para probar moléculas farmacéuticas, la medicina personalizada y la medicina regenerativa o el trasplante de órganos.

Órganos en miniatura para crear modelos de enfermedades

Este Results Pack de CORDIS presenta los primeros resultados de investigaciones financiadas por la Unión Europea y el Consejo Europeo de Investigación en el ámbito de los organoides. Arroja luz sobre cinco proyectos y sus avances científicos en el ámbito de la tecnología de los organoides y en cómo pueden utilizarse como modelos «in vivo».

La transferencia de resultados de los modelos animales a los humanos es uno de los principales problemas de la investigación farmacéutica y esto es especialmente así en el caso de los trastornos cerebrales como las enfermedades neurodegerativas y del desarrollo. Por eso, el proyecto Mini Brains generó organoides cerebrales para estudiar los mecanismos de varios trastornos neurológicos y para descubrir fármacos novedosos para tratarlos. TOXANOID corroboró que su tecnología puede superar a los sistemas «in vitro» actuales y reemplazar un porcentaje significativo de los estudios toxicológicos realizados con animales experimentales. El equipo logró desarrollar sistemas organoides para varios órganos, incluidos el intestino delgado y el hígado.

Tecnologías para organoides «in vitro» en 3D

ColonCan desarrolló novedosos cultivos tridimensionales «ex vivo» que replican los acontecimientos genéticos del cáncer colorrectal (CCR), la segunda causa más frecuente de muerte asociada al cáncer, y los utilizó para probar productos terapéuticos nuevos. COMIET creó una nueva plataforma de cultivo celular de tejidos epiteliales que mejora la modelización «in vitro» de enfermedades, los ensayos preclínicos para evaluar la eficacia y la toxicidad farmacológica, así como la comprensión del desarrollo de los órganos, mientras que el proyecto CLOC desarrolló organoides hepáticos «in vitro» empleando hepatocitos cultivados en matrices 3D como modelos novedosos para el estudio del desarrollo del hígado y de enfermedades hepáticas, y para el posible tratamiento de los trastornos colestásicos hereditarios.
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