Convierten células madre humanas en células pulmonares funcionales

Los hallazgos tienen relevancia para la enfermedad pulmonar, la detección de fármacos, y, en última instancia, para generar tejido pulmonar para trasplantes

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Muchas patologías pulmonares se beneficiarán de esta adelanto científico

Investigadores del Centro Médico de la Universidad de Columbia (CUMC), en EE.UU., han logrado transformar células madre humanas en células de pulmón y vías respiratorias funcionales. El avance, publicado en Nature Biotechnology, tiene una gran relevancia especialmente para la enfermedad pulmonar, la detección de fármacos, estudiar el desarrollo del pulmón humano y, en última instancia, generar tejido pulmonar para trasplante.

Para el coordinador del estudio, Hans-Willem Snoeck, este «relativo éxito» en la transformación de las células madre humanas en células del corazón, beta del páncreas, intestinales, del hígado y nerviosas, abre todo tipo de posibilidades para la medicina regenerativa. «Ahora, somos por fin capaces de fabricar células pulmonares y de las vías respiratorias», afirma. En su opinión este logro es especialmente «relevante» en este caso debido a que los trasplantes de pulmón tienen un pronóstico particularmente malo.

A pesar de que todavía pasarán algunos muchos años para cualquier aplicación clínica de este logro, el investigador entiende que se puede empezar a pensar en hacer trasplantes pulmonares autólogos, es decir, trasplantes que utilizan las propias células de la piel de un paciente para generar tejido pulmonar funcional.

Alternativa a células madre

La investigación se basa en el descubrimiento del propio Snoeck en 2011 de un conjunto de factores químicos que pueden convertir células embrionarias o células madre pluripotentes inducidas (iPS) humanas en células del endodermo del intestino anterior, precursor de las células del pulmón y las vías respiratorias. Las células iPS humanas se parecen mucho a las células madre embrionarias humanas pero se generan a partir de células de la piel, persuadiéndolas para ralentizar su desarrollo. Las células iPS humanas pueden ser estimuladas para diferenciarse en células especializadas, ofreciendo a los investigadores una alternativa a las células madre embrionarias humanas.

En este trabajo, Snoeck y su equipo encontraron nuevos factores que pueden completar la transformación de las células embrionarias humanas o células iPS en células epiteliales de pulmón funcionales (células que cubren la superficie del pulmón). El equipo vio que las células resultantes expresan marcadores de al menos seis tipos de células epiteliales de pulmón y de las vías respiratorias, en particular los marcadores de las células epiteliales alveolares de tipo 2. Las células de tipo 2 son importantes porque producen surfactante, una sustancia fundamental para mantener los alveolos pulmonares, donde se produce el intercambio gaseoso, y que también participan en la reparación del pulmón después de lesiones y daños.

Los resultados tienen implicaciones para el estudio de diversas enfermedades pulmonares, como la fibrosis pulmonar idiopática, en las que se piensa que las células tipo 2 del epitelio alveolar juegan un papel central. «Nadie sabe qué causa la enfermedad y no hay manera de tratarla. Gracias a esta tecnología los investigadores serán capaces de crear modelos de laboratorio de fibrosis pulmonar idiopática para estudiar la patología a nivel molecular y hallar dianas para posibles tratamientos o curas», resalta Snoeck.

Injerto autólogo

Este experto adelanta que, a largo plazo, se podría utilizar esta tecnología para hacer un injerto autólogo de pulmón. «Esto implicaría tener un pulmón de un donante del que eliminar todas las células del pulmón y dejar sólo su andamio y sembrar el andamio con nuevas células de pulmón derivadas del paciente, pudiendo evitarse así problemas de rechazo», señala Snoeck, que está investigando este enfoque en colaboración con científicos del Departamento de Ingeniería Biomédica de la Universidad de Columbia. «Estoy muy emocionado con esta colaboración con Hans Snoeck para integrar la ciencia de células madre con la bioingeniería en la búsqueda de nuevos tratamientos para la enfermedad de pulmón», dice Gordana Vunjak-Novakovic, coautora del artículo y profesora de la Fundación Mikati de Ingeniería Biomédica en la Escuela de Ingeniería de Columbia.

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