Por Erica Westly
Traducido por Alejandro Ramos de la Peña
La primavera pasada, un equipo de investigación japonés en el Centro RIKEN de Biología del Desarrollo creó estructuras similares a la retina, a partir de células madre embrionarias cultivadas procedentes de un ratón. Esta semana, el mismo grupo reportó que logró una hazaña aún más complicada, la síntesis de células madre derivada de la glándula pituitaria.
La glándula pituitaria es un órgano pequeño en la base del cerebro que produce muchas hormonas importantes y es una parte clave del sistema endocrino del cuerpo. Es especialmente importante durante el desarrollo del ser humano, por lo que la capacidad de simular su formación en el laboratorio podría ayudar a los investigadores a entender mejor cómo funcionan estos procesos de desarrollo. Los trastornos en la producción de hormonas de la glándula pituitaria se han asociado con trastornos del crecimiento, como gigantismo, y problemas de visión, incluyendo ceguera.
El experimento no hubiera sido posible sin un cultivo celular en tres dimensiones. La glándula pituitaria es un órgano independiente, pero no puede desarrollarse sin las señales químicas del hipotálamo, la región del cerebro que se encuentra justo encima de él. Con un cultivo en tres dimensiones, los investigadores podrían generar los dos tipos de tejido en conjunto, permitiendo que las células madre se auto-ensamblen en una hipófisis de ratón. «Utilizando este método, se podría simular el desarrollo tempranos de ratón con más facilidad, ya que el embrión se desarrolla en 3-D en vivo», dice Yoshiki Sasai, el autor principal del estudio.
Los investigadores tenían una vaga noción de los factores de señalización necesarios para formar una glándula pituitaria, pero tenían que averiguar los componentes exactos y la secuencia de eventos mediante el proceso de prueba y error. La combinación correcta consistió en un proceso de dos pasos, que requiere la adición de dos factores de crecimiento y un medicamento para estimular una proteína en el desarrollo llamada Sonic Hedgehog. Después de dos semanas, los investigadores tenían una estructura que parecía una glándula pituitaria.
La tinción de fluorescencia mostró que el tejido pituitario cultivado expresó los biomarcadores apropiados y secretó las hormonas correctas. Los investigadores dieron un paso más y probaron la funcionalidad de sus órganos sintetizados mediante el trasplante en ratones con déficit hipofisario. Los trasplantes fueron un éxito, lograron restaurar los niveles de hormonas glucocorticoides en la sangre y revertir los síntomas del comportamiento, tales como letargo. Los ratones que fueron implantados con células madre y que no recibieron tratamiento con los factores de señalización, no fueron funcionales, por lo tanto la condición de las glándulas pituitarias, no mejoró.
Con estos hallazgos Sasai y sus colegas intentarán el experimento con células madre humanas. Sasai sospecha que les llevará otros tres años para sintetizar tejido pituitario humano. Perfeccionar los métodos de trasplante en animales se llevará unos cuantos años.
Sin embargo, los investigadores en el campo de las células madre están impresionados con lo que el equipo de Sasai ha logrado. «Esto es sólo un paso inicial hacia la generación de órganos humanos viables y trasplantables, pero es de cualquier forma un estudio elegante e iluminador», dice Michael G. Rosenfeld, una experto de las células madre neurales de la Universidad de California en San Diego.
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