Expertos del Centro Nacional de Geriatría y Gerontología de Japón y del Instituto de Ciencia y Tecnología de Nara, también en Japón, han logrado generar riñones derivados de rata en ratones mediante una técnica conocida como complementación de blastocistos interespecífica.
Los investigadores crearon embriones de ratón genéticamente incapaces de formar riñones, eliminando genes clave del desarrollo renal, lo que generó un “nicho biológico vacío” en el que normalmente se desarrollaría este órgano. Este tipo de modelo es fundamental en biología del desarrollo porque permite que células externas ocupen un espacio previamente bloqueado por una mutación genética.
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Posteriormente, se inyectaron células madre embrionarias de rata en estos embriones de ratón en fase temprana (blastocisto). Estas células tienen la capacidad de diferenciarse en múltiples tipos celulares y, en este caso, respondieron a las señales del embrión huésped participando activamente en la organogénesis renal.
Las células de rata se integraron especialmente en estructuras críticas del riñón en formación, como las células progenitoras de nefronas, responsables de generar las unidades funcionales del riñón, y en el linaje del brote ureteral, que contribuye a la formación del sistema colector urinario.
El resultado fue la formación de riñones compuestos mayoritariamente por células de rata dentro de un organismo de ratón en desarrollo. Sin embargo, los investigadores aclararon que estos embriones no llegaron al nacimiento, por lo que no se pudo evaluar completamente la funcionalidad del órgano generado ni su capacidad fisiológica en un organismo vivo postnatal.
Este tipo de investigación se basa en una estrategia conocida como complementación de blastocisto interespecífica, una técnica que consiste en utilizar embriones genéticamente modificados para carecer de un órgano específico y luego introducir células madre de otra especie que “rellenan” ese vacío. Según revisiones científicas del área, este enfoque ya ha sido utilizado previamente para generar órganos como páncreas, tejido hematopoyético e incluso estructuras del sistema reproductivo en modelos ratón-rata, lo que demuestra su potencial en la ingeniería de órganos complejos .
En el caso del riñón, este órgano es especialmente complejo porque está compuesto por múltiples tipos celulares altamente organizados y requiere interacciones precisas entre diferentes tejidos embrionarios.
Estudios previos habían mostrado que la contribución celular entre especies puede ser limitada debido a incompatibilidades evolutivas en las señales de desarrollo. Sin embargo, el nuevo trabajo demuestra que, bajo condiciones genéticas adecuadas, las células de rata pueden integrarse eficientemente en el entorno embrionario del ratón y participar en la formación de estructuras renales funcionales.
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Los investigadores explican que el proceso se apoya en la idea de “competencia celular” al eliminar la posibilidad de que el embrión huésped forme su propio riñón, las células donantes reciben una ventaja competitiva que favorece su expansión y diferenciación. Este principio ha sido clave en otros estudios de órganos interspecies, como la generación de páncreas o células germinales en animales quiméricos.
Aunque el estudio representa un avance importante, también enfrenta limitaciones significativas. La principal es que los embriones no sobrevivieron hasta el nacimiento, lo que impide evaluar aspectos esenciales como la filtración sanguínea, la producción de orina o la integración del riñón con el sistema urinario completo. Además, todavía existen barreras biológicas entre especies, como diferencias en tiempos de desarrollo embrionario y en señales moleculares, que dificultan la creación de órganos plenamente funcionales.
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El objetivo: reducir la escasez mundial de riñones para trasplante
Los hallazgos se publican en ’Stem Cell Reports’. Los investigadores afirman que representan un paso importante hacia futuros esfuerzos para cultivar órganos humanos trasplantables en animales más grandes, como los cerdos, con el objetivo a largo plazo de ayudar a paliar la escasez mundial de riñones para trasplante.
Cabe recordar que el trasplante renal sigue siendo el tratamiento más eficaz para la enfermedad renal terminal; sin embargo, la grave escasez de órganos donados continúa limitando el acceso a millones de pacientes en todo el mundo.
Actualmente, el trasplante renal es el tratamiento más eficaz para estos pacientes, pero miles de personas mueren o permanecen en listas de espera debido a la falta de donantes compatibles.
Este estudio realizado en Japón demuestra que es posible dirigir células de una especie para construir órganos dentro de otra mediante manipulación genética y técnicas de desarrollo embrionario avanzado.
Aunque todavía se encuentra en fase experimental y con limitaciones importantes, representa un paso importante hacia la creación de órganos bioingenierizados que, en el futuro, podrían transformar la medicina de trasplantes y reducir significativamente la dependencia de donantes humanos.
*Redacción con información de EuropaPress
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