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Organoides . Una gran baza para el desarrollo de fármacos y nuevas terapias personalizadas

El avance en la investigación sobre células madre puede conducirnos a una solución perfecta para el desarrollo de fármacos. Experimentar con organoides permite acortar el tiempo de los estudios y aplicar terapias personalizadas para tratar enfermedades como el cáncer.

Dentro del largo proceso de desarrollo de un fármaco, uno de los momentos clave es el paso de las pruebas en animales a las pruebas en humanos, lo que se conoce como fases clínicas. Antes de llegar a estas, el compuesto se ha probado normalmente en roedores y, después, se ha elevado a animales más próximos al ser humano. Es importante señalar que, sin estas pruebas, sería imposible poner nuevos fármacos en el mercado. Teniendo en cuenta aspectos como la resistencia bacteriana y la falta de arsenal terapéutico para combatir algunas infecciones, la situación se podría tornar desastrosa. Pero, además de tener que sacrificar numerosos animales, cuestión que produce cada vez más reparos, es bien conocido que, por mucho que se parezca el organismo de un primate o de un perro al del ser humano, cosas que funcionan bien en ellos resultan ser completamente distintas cuando se llega a las pruebas clínicas. Además, las primeras fases clínicas no están exentas de riesgos. En la primera fase, se mide la toxicidad y la tolerancia con voluntarios y, en las fases avanzadas, se utiliza el nuevo fármaco con enfermos y se compara el resultado con los tratamientos existentes. Cuanto mejor sea la información disponible que proceda de las pruebas in vitro y en animales, más se evitan efectos indeseados o, simplemente, que algunos enfermos se sometan a tratamientos que a la postre sean ineficaces.

Sería idóneo disponer de un organismo exactamente igual al ser humano sobre el que probar los nuevos fármacos o tratamientos. Esta cuestión ha dado lugar a algunas películas de ciencia ficción bastante descorazonadoras sobre el uso de personas para pruebas biológicas, para donación de órganos, etcétera. Sin embargo, el avance en la investigación sobre células madre puede conducirnos, dentro de no mucho, a una solución casi perfecta para el problema. Una solución con muchas derivadas positivas, por ejemplo, evitar el uso de tantos animales de experimentación.

Los organoides, agregados de células

No hace mucho, en otro artículo hablábamos de grupos de células madres humanas que se organizan en un tejido similar a un embrión. Siguiendo un protocolo parecido, las células madre pueden programarse para convertirse en células de un órgano concreto, como puede ser el hígado o incluso el cerebro. Una vez cultivadas adecuadamente, se pueden obtener agregados de células que tienen un comportamiento similar al de un hígado humano o al de un cerebro humano. Es lo que se conoce como organoides. Los primeros organoides datan de 2008 y se deben a Yoshiki Sasai, en Japón, y Hans Clevers, un científico holandés qué utilizo células madre adultas para simular el intestino delgado. Con el tiempo, este grupo ha creado un banco de organoides diferentes sobre los que realizar pruebas biológicas. En 2013, Madeline Lancaster, en Austria, cultivó los primeros organoides cerebrales y, en 2014, Artem Shkumatov, de Illinois (EE.UU.), formó organoides cardiovasculares.

La formación de organoides, generalmente, requiere el cultivo de las células madre o células progenitoras en un medio tridimensional, que se construye con una matriz extracelular. La incorporación de células madre desde el medio a la matriz da lugar a un agregado que se trata con factores diferenciadores (proteínas encargadas de estimular la expresión de determinados genes para que la célula madre se especialice). Así, se dirige la formación de la identidad organoide deseada.

Un desafío ético que exige control

Los organoides son capaces de realizar algunas funciones específicas del órgano, como la excreción, filtración o la contracción, y sus células se agrupan y organizan espacialmente de forma similar al órgano. Los organoides tardan unas semanas en crecer y pueden proceder de células madre de personas sanas o de personas que tengan enfermedades que se quieran estudiar, como el cáncer.

Ventajas de experimentar con organoides

Las ventajas de experimentar con estos organoides son enormes: el tiempo que se tarda en realizar los estudios se acorta mucho; se evita el uso de animales de experimentación y los resultados que se obtienen son tan fiables que se puede casi asegurar que lo que funciona en el organoide también lo hará en el paciente. Pero, quizá, una de las ventajas más importantes es que se pueden hacer tratamientos personalizados. Ya hemos dicho en alguna ocasión que no existe una enfermedad llamada cáncer, sino que prácticamente cada uno de los enfermos de cáncer tiene su propia enfermedad. El futuro del tratamiento del cáncer pasará necesariamente por una experimentación personalizada y, eso, con el sistema actual basado en pruebas in vitro, seguidas de más pruebas en animales de laboratorio, es prácticamente inviable.

Una cadena que comience con el cultivo de un organoide a partir de células madre del paciente, reprogramadas para comportarse como células del órgano enfermo, seguido de pruebas in vitro sobre este agregado con todas las combinaciones existentes de tratamientos, inclusive las experimentales, conduciría a una terapia individual que multiplicaría su tasa de éxito. Todo ello con un gran ahorro económico, una vez se sistematicen los protocolos.

El cese natural del cáncer

Pero aún hay más. Otra de las grandes esperanzas que abre esta nueva metodología es el poder estudiar tratamientos para las enfermedades raras. Se pueden recolectar células madre de los pacientes de estas enfermedades, por pocos que sean y alejados que vivan unos de otros. Luego, sobre el correspondiente banco de organoides creado, se probarían los tratamientos que se quiera, con un coste mucho menor. La disminución de costes y la posibilidad de reunir las historias de los pacientes hará viable el desarrollo de fármacos para enfermedades en las que antes era simplemente imposible iniciar una investigación.

Estamos, pues, ante una gran oportunidad que puede revolucionar el proceso de descubrimiento de fármacos. Como todo lo relativo a las células madre, no hay que perder de vista los aspectos éticos. Algunos grupos, si bien de forma minoritaria, han utilizado células madre embrionarias para el desarrollo de organoides, pero es esperable que el uso de células madre adultas se imponga.

Escrito por

Catedrático de Química Orgánica en la USP CEU y Licenciado en Ciencias Empresariales. Dirige el grupo de investigación de síntesis con compuestos organometálicos. Pertenece al grupo de trabajo Ciencia y Fe.

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