Organoides: una de las nuevas tecnologías para combatir al COVID19
La investigación científica mundial siempre se encuentra a la vanguardia y en momentos de crisis, como lo es la pandemia en la que nos encontramos, son las tecnologías emergentes las que encabezan la investigación para combatir al COVID-19.
Una de las herramientas biomédicas más poderosas y sofisticadas que se han desarrollado en la última década son los organoides. En esta ocasión les hablaré sobre ellos y cómo su uso es indispensable para la investigación biomédica durante la pandemia del COVID-19.
¿Qué son los organoides?
Los organoides son estructuras tridimensionales desarrolladas a partir de células madre y constituidas por varios tipos de células específicas de un órgano, que se autoorganizan, autorenuevan y que recapitulan las características de un órgano en particular. Pero ¿qué quiere decir esto? Quiere decir que nosotros, en el laboratorio, podemos desarrollar réplicas microscópicas de órganos a partir de células madre, dichas réplicas, recapitulan las características fisiológicas de un órgano en particular, lo cual es maravilloso, ya que tener este tipo de modelos es muy útil, como ahora, donde necesitamos respuestas rápidas a preguntas que surgen inesperadamente como es el caso del COVID-19.
¿Cómo se generan los organoides?
En una cirugía de rutina, una endoscopía, por ejemplo, se realiza la toma de una biopsia muy pequeña (menor a un cm); después en el laboratorio, esa biopsia se corta en pedacitos aún más pequeños mediante tratamientos enzimáticos y mecánicos para obtener las células madres, las cuales son inducidas con medios de cultivo enriquecidos que favorecen su crecimiento y diferenciación, adquiriendo así las características que tiene el órgano del cual fueron extraídas. Estos organoides son crecidos en un gel (matrigel) que le confiere su tridimensionalidad.
Una vez que se tienen los organoides son utilizados como un modelo de estudio para hacer pruebas de fármacos o bien para estudiar enfermedades como el Alzheimer, el cáncer o bien infecciones como la causada por el SARS-CoV-2. Actualmente en el mundo, se tienen organoides de todos los órganos del cuerpo humano como el corazón, pulmones, estómago, intestino o hígado, lo cual ha permitido que sean utilizados para describir cómo es que este virus respiratorio, afecta a otros órganos del cuerpo además de los pulmones.
Ahora es conocido por todos nosotros que, en una célula humana, el receptor ACE2 (del inglés Receptor Angiotensin Converting Enzyme 2) es el que reconoce el VIRUS SARS-CoV-2 para que se produzca la infección. Dicho receptor se encuentra expresado en diferentes tipos celulares en los diversos órganos del cuerpo humano y la evidencia clínica de los pacientes COVID ha sugerido que además de los pulmones, otros órganos han sido afectados por el virus.
Un ejemplo de ello es un estudio en Shanghái que reportó que 75 de 148 pacientes positivos a COVID tuvieron anormalidades en el funcionamiento del hígado. En China, un grupo de investigadores publicaron recientemente un estudio donde analizan la infección por el virus SARS-CoV-2 en organoides de hígado. En ese país, los modelos de organoides se establecieron desde hace muchos años y en esta ocasión lo utilizaron para estudiar el COVID-19, debido a que se ha reportado que algunos pacientes con cuadros graves de la infección presentan afectaciones en este órgano.
A partir del aislamiento del virus de 2 pacientes infectados lograron infectar su modelo de organoides de hígado in vitro. Esta fue una herramienta muy útil para estudiar la infección en este órgano debido a que, en los Colangiocitos, que son células epiteliales que conforman el tracto biliar intra y extrahepático, se expresa el receptor ACE2, mismo que se encuentra en las células de pulmón, intestino o riñones. Debido a que estas células hepáticas expresan este receptor, el hígado se vuelve muy susceptible de ser afectado por esta nueva enfermedad. Utilizando este modelo de organoides, los investigadores observaron que hay un incremento de la carga viral a las 24 h de infección, hecho que validaron utilizando una prueba de rt-PCR, similar a la que se hace para el diagnóstico de COVID en los pacientes. También observaron que en organoides de hígado, el SARS-CoV-2 induce la muerte celular de los Colangiocitos y que daña las uniones entre las células, lo cual repercute en la comunicación celular en el epitelio.
Resulta de gran utilidad la implementación de organoides de hígado o de cualquier otro órgano afectado por el coronavirus, ya que es una herramienta en la cual se pueden probar algunos fármacos y así ver cuál es la respuesta que tendrían las células humanas a diferentes tratamientos para elegir el más adecuado antes de probarlo en la población.
Otro ejemplo de ello es la implementación de organoides de intestino delgado, en donde también se encontraron títulos virales significativos y que son permisibles a la replicación del SARS-CoV-2 en este órgano, lo cual los convierte en un modelo ideal para estudiar la biología del virus, así como la patogenicidad del mismo en células intestinales, lo cual a su vez podría correlacionar con el hecho de que algunos pacientes han tenidos cuadros de diarrea a partir de la infección por el mismo.
Por otra parte, gracias a estos modelos podemos saber más de la capacidad infectiva del virus y cómo es que son dañados los órganos que se infectan en una persona enferma por COVID-19.
