La enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC) es la tercera causa de muerte en todo el mundo. Se caracteriza por un daño pulmonar duradero e incurable, lo que deja al trasplante de pulmón como la única opción de tratamiento viable. Desafortunadamente, encontrar donantes de pulmón adecuados es difícil. Para compensar esta escasez de donantes, la medicina regenerativa está avanzando en el desarrollo de pulmones a partir de células madre pluripotentes (PSC), utilizando modelos animales interespecies.
A través de una técnica biológica conocida como complementación de blastocistos, las PSC y las células madre embrionarias (ESC) de una especie se pueden inyectar en blastocistos de una especie diferente con deficiencia de órganos, creando animales quiméricos entre especies. Esta técnica ha permitido la regeneración exitosa del páncreas, el corazón y el riñón en quimeras de rata y ratón. Sin embargo, la formación funcional de los pulmones aún no se ha logrado con éxito, lo que justifica más investigaciones sobre las condiciones viables necesarias para generar órganos derivados de PSC.
Ahora, científicos del Instituto de Ciencia y Tecnología de Nara (NAIST), Japón, han utilizado el método de complementación de blastocistos inversos (rBC) para comprender las condiciones necesarias para formar pulmones en modelos quiméricos de rata y ratón. Además, utilizaron el método de complementación de órganos basado en tetraploides (TOC) para crear con éxito un pulmón derivado de rata en su modelo de ratón. El estudio, publicado en Development , fue dirigido por Shunsuke Yuri y Ayako Isotani de NAIST.
El factor de crecimiento de fibroblastos 10 (Fgf10) y su interacción con la isoforma IIIb del receptor 2 de Fgf (Fgfr2b) en los pulmones son cruciales para el desarrollo pulmonar. En este estudio, el método rBC implicó inyectar ESC mutantes que no muestran formación de pulmón en embriones de tipo salvaje (WT). Este método permite la detección eficaz de PSC mutantes en el tejido receptor, lo que ayuda a determinar las condiciones necesarias para la formación pulmonar exitosa en el animal con deficiencia de órganos.
El equipo de investigación también descubrió que los WT ESC proporcionan contribuciones uniformes en los órganos objetivo y no objetivo de las quimeras. Esto ayudó a determinar que se requiere una cierta cantidad de células WT o normales para superar la falla en el desarrollo pulmonar en animales con deficiencia de Fgf10 o Fgfr2b.
Con este conocimiento, produjeron con éxito pulmones derivados de rata en embriones de ratón con deficiencia de Fgfr2b con el método TOC, sin necesidad de producir una línea de ratón mutante.
«Curiosamente, descubrimos que las células epiteliales de rata conservaban el tiempo intrínseco específico de la especie en el modelo interespecies, lo que daba como resultado un pulmón subdesarrollado», señala Yuri. En consecuencia, estos pulmones permanecieron no funcionales después del nacimiento.
Los hallazgos de este estudio identifican claramente los factores necesarios y las barreras a superar para la generación exitosa de pulmones funcionales en quimeras interespecies de rata y ratón.
Hablando de la importancia de estos hallazgos, Yuri concluye: «Creemos que nuestro estudio hace una contribución importante a la literatura al presentar un método más rápido y eficiente para explorar la complementación de blastocistos. Estos nuevos resultados pueden avanzar significativamente en el progreso hacia el desarrollo in vivo Pulmones quiméricos con fines de trasplante, lo que podría transformar la aplicación práctica de la medicina regenerativa «.
Fuente: medicalxpress.com