El riñón cultivado en laboratorio trasplantado en ratas produce orina

Científicos estadounidenses han desarrollado riñones que producen orina rudimentaria en el laboratorio y también después de ser transplantados a ratas. Esperan perfeccionar el enfoque para que algún día sea posible hacer crecer los riñones humanos en el laboratorio que funcionan tan bien como los riñones de los donantes en pacientes trasplantados, pero sin la necesidad de que tomen medicamentos para suprimir su sistema inmunológico.
El enfoque único no hace crecer un riñón totalmente desde el principio, sino que elimina las células del riñón antiguo y fallido, dejando un andamiaje 3D en forma de panal de la forma correcta y luego lo repobla con células de riñones y donantes para producir un riñón nuevo y funcional. .
Este enfoque ya ha sido utilizado para bioingeniería de corazones, pulmones e hígados, pero los riñones, que filtran la sangre para eliminar los productos de desecho tóxicos para su eliminación, son uno de los órganos más complejos del cuerpo, y esta es la primera vez que los científicos logran bioingeniería. uno que funciona
El nuevo estudio muestra que los riñones cultivados en laboratorio no funcionan tan bien como los originales y saludables, pero con el refinamiento, el enfoque muestra una gran promesa, dicen los investigadores, que escriben sobre su trabajo en un artículo publicado en línea esta semana en Medicina de la naturaleza.
El autor principal Harald Ott, del Centro de Medicina Regenerativa del Hospital General de Massachusetts en Boston, dice en un comunicado:

El riñón hecho en laboratorio crece en un biorreactor de órgano.
(foto del Laboratorio Ott, Centro Hospitalario General de Massachusetts de Medicina Regenerativa)"Lo que es único acerca de este enfoque es que la arquitectura del órgano nativo se conserva, de modo que el injerto resultante se puede trasplantar como un riñón de un donante y conectado a los sistemas vascular y urinario del receptor".

"Si esta tecnología se puede escalar a injertos de tamaño humano, los pacientes que sufren de insuficiencia renal que actualmente están esperando por los riñones de los donantes o que no son candidatos para el trasplante teóricamente podrían recibir nuevos órganos derivados de sus propias células".

Muchos pacientes esperando nuevo riñón

Aunque alrededor de 18,000 trasplantes de riñón se realizan en los Estados Unidos cada año, más de cinco veces este número de estadounidenses con enfermedad renal en etapa terminal están en la lista de espera para un órgano de donante.
Incluso cuando reciben un órgano de un donante, los receptores de riñón enfrentan una vida de tomar medicamentos especiales para evitar que su sistema inmunológico lo rechace. Esto puede afectar seriamente su salud y aún no elimina totalmente la posibilidad de que su cuerpo rechace el órgano del donante.
Si el riñón estuviera hecho de sus propias células, no necesitarían tomar medicamentos inmunosupresores.

Primero prepare el andamio y luego rellene con células donantes

Ott y sus colegas llevaron a cabo un estudio en dos partes. El primero fue sobre eliminar con éxito las células para hacer un andamio viable, y el segundo fue sobre la creación de un órgano funcional.
Para la primera parte, quitaron las células vivas del órgano donante con una solución de detergente, dejando una 3D, andamio de colágeno de la forma y el tamaño correctos, con la compleja e intrincada arquitectura del órgano intacta.
Hicieron esto con el riñón de rata y luego pasaron a los riñones de cerdo y humano y mostraron que era posible ampliar el proceso y eliminar las células de los órganos más grandes para dejar un andamio viable, con todas las estructuras complejas de los órganos intactas.
Para la segunda parte, los investigadores sembraron el andamio de colágeno de riñón de rata con células endoteliales humanas para volver a alinear el sistema vascular eliminado y las células de riñón (cortical y medular) de ratas recién nacidas para producir el tejido renal funcional.
Uno de los desafíos era asegurarse de que las células apropiadas fueran a los lugares que les correspondían. Esto implicó la entrega de las células vasculares (para volver a alinear las cavidades de los vasos sanguíneos extraídos) a través de la arteria renal y las células del tejido renal a través del uréter.
Tenían que obtener las presiones de solución para entregar las células correctamente, o no se dispersarían a través del órgano completo.
Luego colocaron el órgano sembrado para "crecer" en un biorreactor por hasta 12 días.

Riñones bioingeniería capaces de producir orina rudimentaria en el laboratorio y en ratas en vivo

Para probar qué tan bien funcionaba el órgano de bioingeniería, lo conectaron a un sistema que pasaba sangre a través de los vasos sanguíneos recién formados, y luego drenaban cualquier "orina" que el órgano produjera.
Descubrieron que mientras la "orina" estaba lejos de ser perfecta, había evidencia de que el nuevo órgano estaba tratando de filtrar la sangre.
Los investigadores también trasplantaron riñones con bioingeniería en ratas vivas a las que se les había extirpado un riñón. Descubrieron que los órganos de ingeniería comenzaron a producir orina tan pronto como se conectaron al suministro de sangre de las ratas, sin hemorragia ni coágulos de sangre.

Una vez más, la función renal de los órganos modificados genéticamente no era perfecta, en comparación con los órganos sanos normales. Los investigadores dicen que esto podría deberse a que usaron células de ratas recién nacidas para repoblar los andamios, y creen que se podría hacer un órgano más funcional cambiando los tipos de células utilizadas para la siembra y también mejorando el proceso de maduración en el biorreactor.

Idealmente, los Órganos Bioingenierizados deberían ser posibles "A Pedido" de las propias células de los pacientes

Ott dice que, aunque su estudio es una "prueba de principio" inicial, espera que algún día veamos que los riñones con bioingeniería funcionan completamente de la misma manera que los órganos de los donantes.
"En un mundo ideal, tales injertos podrían producirse 'a pedido' desde las propias células de un paciente, ayudándonos a superar tanto la escasez de órganos como la necesidad de inmunosupresión crónica", añade.
El equipo ahora está buscando formas de obtener los tipos de células correctas de los pacientes mismos, y también para mejorar el proceso de siembra y mejorar el sistema de crecimiento de órganos para manejar los riñones de tamaño humano.
Los fondos del New Innovator Award del National Institute of Health ayudaron a pagar el estudio.
En otro estudio reciente, los investigadores del Reino Unido muestran cómo es posible cultivar una bioingeniería dental a partir de las células de las encías como alternativa al implante de las falsas.

Escrito por Catharine Paddock PhD