La búsqueda de nuevos compuestos para tratar diversas enfermedades es ardua y compleja. Por suerte, ahora contamos con herramientas que parecen sacadas de la ciencia ficción: miniórganos para descubrir nuevas enfermedades y robots para construir esos miniórganos. ¿Qué nos depara el futuro?
¿Qué demonios es un organoide?
Paso a paso nos acercamos a un futuro lleno de robots, medicina regenerativa, pruebas médicas con biocomponentes de alta tecnología, órganos sintéticos... Ese es el caso de los organoides, unos pequeños órganos diseñados para poder realizar todo tipo de pruebas. Pruebas que necesitamos hacer con nuestros propios tejidos pero que no podríamos realizar sobre una persona.
Así que hemos conseguido diseñar este tipo de elementos, también conocidos como "órganos en placa". Y, aunque su nombre lleve a engaño, no se parecen en nada a los órganos de manera típica. "Los organoides son colecciones de células en un soporte, como una placa, que se asemejan a un tejido u órgano del cuerpo", explica para Xataka Benjamin Freedman, profesor de medicina en la Universidad de Washington y experto en organoides de riñón.
Organoide del tejido intestinal
"Vienen en todo tipo de formas y tamaños", comenta. "Son mucho más pequeños que un órgano real, y generalmente no tienen todas las partes que típicas de ese órgano". En realidad, si no nos dicen que estamos ante uno miniórgano sería muy difícil identificarlo si no sabemos lo que es.
"Para fabricarlos, cultivamos células del órgano o células madre que pueden crecer para formarlo". El uso de células madre y la mejora en el cultivo celular nos han permitido "copiar" en pequeño los tejidos y estructuras que conforman a nuestros órganos con mucha precisión. ¿Para qué querríamos emplearlos?
El uso de los miniórganos nos ayudará a buscar nuevos tratamientos
Aunque de primeras la imaginación podría hacernos pensar que estos organoides son el precursor de un órgano para trasplantar, como si de una especie de repuesto se tratase, por ahora esa opción está muy lejos de convertirse en realidad. Para lo que sirven es para entender cómo se forman.
Y también para poder analizar cómo afecta un fármaco o tratamiento a dichos órganos. "Todavía no comprendemos bien cómo se forman los diferentes órganos y cómo les afectan las enfermedades. Los organoides son útiles para desvelar la respuesta a estas preguntas".
Con el uso de estos modelos se pueden alcanzar resultados inesperados. En el laboratorio del Dr. Freedman, por ejemplo, se toparon con un interesante resultado. "Descubrimos que una proteína, que generalmente consideramos que está involucrada en la contracción muscular, también puede ser importante para mantener el riñón en forma y evitar que se produzca una hiperplasia".
"No lo esperábamos, y no lo hubiéramos encontrado si no tuviéramos esta tecnología". Pero estas técnicas son todavía relativamente novedosas. Cultivar un órgano en una placa es un proceso que conlleva tiempo y esfuerzo. "A veces lleva semanas cultivarlos", confirma el Dr. Freedman. Aquí es donde entran en juego los robots.
¿Qué hace un robot "cultivando" miniórganos?
El procedimiento, como decíamos, no es sencillo ni rápido. Para hacer crecer un organoide, en primer lugar, debemos contar con las células adecuadas. Normalmente estas proceden de una muestra del tejido o de células madre. Dichas células se colocan en la placa especial y se alimentan con un preciso cóctel de nutrientes, hormonas y proteínas.
La finalidad de esta mezcla es hacer que las células dispuestas en la placa se desarrollen de la manera adecuada, creando la masa celular y las estructuras que buscamos en este miniórgano. Además, hay que comprobar que todos los parámetros son adecuados, aliviando la mezcla y manteniendo unos patrones exactos de temperatura.
Todo este proceso, teniendo en cuenta el tiempo que necesita un tejido para crecer, puede llevarle a un investigador semanas. Sin embargo, es un proceso bastante mecánico. Lo suficiente como para que lo lleve a cabo un robot. "Hay muchos pasos involucrados en el crecimiento de los miniórganos y eso limita la cantidad que podemos cultivar y estudiar como seres humanos con tiempo limitado que somos", explica el experto.
"Los robots pueden ayudarnos a cultivar muchos más miniórganos, y también a estudiarlos, y hacerlo con mayor precisión que las personas"
"Los robots pueden ayudarnos a cultivar muchos más miniórganos, y también a estudiarlos, y hacerlo con mayor precisión que las personas". ¿Y cómo son estos robots? "Los robots que usamos no son nada parecidos a algo humanoide o brazos robóticos... Están hechos para mover placas y verter pequeñas gotas de líquido, básicamente. Y son del tamaño de una mesa".
Su principal cometido consiste en mantener las condiciones adecuadas en el cultivo de estos organoides, y poco más, puesto que no son una herramienta totipotente. "Los robots aún necesitan que les digamos qué hacer y que nos aseguremos de que lo están haciendo bien. Es como el correo electrónico: podemos escribir y enviar cartas mucho más rápido hoy en día, pero todavía somos nosotros quienes hacemos el trabajo".
Acelerando la búsqueda de nuevos fármacos
Aun así, la promesa de estos robots es grande: la tarea de hacer crecer estos organoides pasa de semanas a apenas unas horas. "Solo configurar un experimento de esta magnitud [la elaboración de un miniórgano] llevaría a un investigador todo el día, mientras que el robot puede hacerlo en veinte minutos".
Particularmente, los organoides pueden ser tremendamente útiles en la búsqueda de nuevos fármacos, ya que permiten evaluar sustancias con potencial terapéutico. Según se descubren cientos o miles de estas moléculas, necesitamos un proceso para quedarnos solo con las más interesantes.
Este proceso se conoce como screening o cribado. "El screening es una especie de forma de encontrar una aguja en un pajar. Por ejemplo, las compañías farmacéuticas generan aleatoriamente cientos de miles de compuestos. El cribado utiliza robots para examinarlos y descubrir cuáles tienen un potencial terapéutico".
Esto también es un organoide. En concreto, de tejido renal de rata.
Con el uso de los organoides, este proceso se realiza aún más rápido, pudiendo hacer pruebas con tejidos "reales", modelos a escala que nos permiten analizar más eficientemente los efectos. Incluso nos ayudan a reducir el número de animales de laboratorio que necesitamos.
Y es que, desde que se descubre un medicamento hasta que llega a las farmacias, lleva décadas y se gasta una gran cantidad de dinero en su desarollo. Pero la automatización ayuda a que el proceso se acelere enormemente. "Las compañías farmacéuticas adoran a los robots, los han estado utilizando durante mucho tiempo".
"El problema hasta la fecha era que las células con las que estaban estudiando son demasiado 'simples'. Ahora podemos hacer experimentos similares, pero usando miniórganos en lugar de cultivos sencillos. Eso nos da muchas más posibilidades de encontrar compuestos que funcionen". Los organoides y los robots son parte del futuro de una medicina mejor y más eficiente. Y lo mejor de todo es que son parte de un futuro que ya está aquí.
