Investigadores de la Universidad Rockefeller han desarrollado una plataforma de cultivo celular en la que cultivar "brotes pulmonares" a partir de células madre embrionarias humanas. Las pequeñas estructuras son similares a las yemas pulmonares que se forman durante el desarrollo fetal y contienen pequeñas vías respiratorias y alvéolos. Los investigadores crean las estructuras en un dispositivo estilo biorreactor que está equipado con chips de microfluidos en los que crecen los brotes pulmonares. El equipo desarrolló un cóctel de factores de crecimiento que pueden estimular las células embrionarias para que se diferencien en yemas pulmonares, y esperan utilizar el sistema para probar cómo se comportan las infecciones respiratorias y descubrir nuevos tratamientos. Las yemas pulmonares son genéticamente idénticas, lo que reduce la variabilidad biológica inherente a dichas pruebas y permite a los investigadores realizar experimentos sin utilizar animales de experimentación.
Los investigadores están mejorando en la creación de "miniórganos" en el laboratorio. Estos organoides son enormemente útiles para conocer los mecanismos subyacentes a las enfermedades y probar nuevos tratamientos. La reciente pandemia de COVID-19 ha impulsado a los científicos a desarrollar una mejor comprensión de las enfermedades respiratorias; después de todo, algunas de las enfermedades más contagiosas se transmiten por el aire, por lo que comprender cómo infectan y se desarrollan en el tejido pulmonar sería de gran ayuda. que estemos mejor preparados para la próxima pandemia.
Los nuevos brotes pulmonares desarrollados por estos investigadores se pueden crear por miles, lo que les permitirá estudiar miles de infecciones individuales por SARS-CoV-2 al mismo tiempo, por ejemplo. "Estos pulmones son básicamente clones", afirmó Ali Brivanlou, investigador involucrado en el proyecto. “Tienen exactamente la misma firma de ADN. De esa manera no tenemos que preocuparnos de que un paciente responda de manera diferente a otro. La cuantificación nos permite mantener constante la información genética y medir la variable clave: el virus”.
La nueva tecnología implica sembrar células madre embrionarias en chips de microfluidos y luego exponerlas a un cóctel de factores de crecimiento para estimularlas a convertirse en tejido pulmonar. Las diminutas estructuras se parecen mucho a los tejidos pulmonares adultos, con vías respiratorias y alvéolos pequeños. La tecnología ya ha arrojado algunos fenómenos interesantes sobre el SARS-CoV-2, revelando que los alvéolos son más susceptibles a la infección que las células de las vías respiratorias, y los investigadores también identificaron una vía de señalización que hace que el tejido pulmonar sea más susceptible a la infección. Bloquear esta vía puede representar un nuevo objetivo terapéutico.
"La plataforma también nos permitirá responder a la próxima pandemia con mucha más velocidad y precisión", afirmó Brivanlou. “Podemos capitalizar rápidamente esta plataforma para hacer visible un virus y desarrollar terapias mucho más rápido que lo hicimos para COVID. Se puede utilizar para detectar fármacos, compuestos, vacunas, anticuerpos monoclonales y, más directamente, en tejido humano. Esta tecnología está preparada para afrontar todo tipo de amenazas que nos puedan afectar en el futuro”.
Estudio en la revista Stem Cell Reports : micromatrices organotípicas de yemas pulmonares humanas identifican la infección por SARS-CoV-2 dependiente de BMP en células pulmonares