Utilizar la capacidad regenerativa del hígado para tratar enfermedades.

Madrid, 28 de junio. (Europa Press) –

Ingenieros del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) en los Estados Unidos han desarrollado un nuevo modelo de tejido hepático que permite que el hígado se regenere con mayor precisión que nunca. Al hacerlo, esperan aprovechar la capacidad regenerativa del hígado para tratar enfermedades crónicas, como se publica en la revista National Academy of Sciences.

El hígado humano tiene una asombrosa capacidad de regeneración: incluso si se elimina el 70 por ciento, los tejidos restantes regenerarán el hígado de tamaño completo en unos pocos meses.

Sangeeta Patia, presidenta del equipo de investigación, dijo que el nuevo modelo podría proporcionar información que no podría obtenerse a través de la investigación con ratones u otros animales, cuya biología no era idéntica a la de los humanos.

“A lo largo de los años, se han identificado varios genes en la regeneración del hígado en ratones, algunos de los cuales parecen ser importantes para los humanos, pero nunca se han descubierto todas las claves para la proliferación de células hepáticas humanas”, dijeron Patia, John y Dorothy Wilson en MIT Health Sciences and Technology y Coordinador de Ingeniería Eléctrica y Computación Miembro del Coach Institute for Cancer Research y del MIT Institute for Medical Science and Engineering.

El nuevo estudio identificó una molécula que desempeña un papel clave y condujo a otros candidatos que los investigadores planean explorar más a fondo.

La mayoría de los pacientes que requieren cirugía de trasplante hepático padecen enfermedades crónicas como hepatitis viral, hígado graso o cáncer. Sin embargo, Patia dice que se pueden evitar algunas cirugías alternativas si los investigadores tienen una forma confiable de estimular el hígado para que se regenere. O tal estímulo puede usarse para ayudar a que el hígado donado crezca después del trasplante.

A partir de estudios en ratones, los investigadores han aprendido mucho sobre ciertas vías regenerativas que se activan después de una lesión o enfermedad hepática. Un factor importante es la correlación entre los hepatocitos (el principal tipo de célula del hígado) y las células endoteliales que recubren los vasos sanguíneos.

Los hepatocitos producen los factores que ayudan a la formación de vasos sanguíneos y las células endoteliales producen factores de crecimiento que ayudan a los hepatocitos a proliferar.

Otro factor que encontraron los investigadores fue el flujo de líquido en los vasos sanguíneos. En ratones, el aumento del flujo sanguíneo estimula las células endoteliales para que produzcan señales que promuevan la regeneración.

Para modelar todas estas interacciones, Patiala’s Laboratory, William F. Snyder, Departamento de Ingeniería Biomédica, Universidad de Boston. Warren colaboró ​​con el renombrado profesor Christopher Chen, quien diseñó dispositivos de microfluidos con canales que reflejaban vasos sanguíneos.

Para crear estos modelos de “regeneración en un chip”, los investigadores desarrollaron vasos sanguíneos en uno de estos canales de microfluidos y luego agregaron agregados de esperoides multicelulares derivados de células hepáticas de donantes de órganos humanos.

El chip está diseñado para que moléculas como los factores de crecimiento fluyan entre los vasos sanguíneos y las espiroquetas del hígado. Este sistema permite a los investigadores eliminar fácilmente los genes interesados ​​en tipos de células específicos y ver cómo afecta la estructura general.

Con este sistema, los investigadores demostraron que el aumento del flujo de líquido por sí solo no inducía a los hepatocitos a entrar en el ciclo de división celular. Sin embargo, si se administra una señal inflamatoria (citocina IL-1-beta), los hepatocitos entran en el ciclo celular.

Cuando esto sucede, los investigadores pueden medir qué otros factores están en juego. Algunos de ellos se esperaban en base a estudios previos en ratones, mientras que otros no se habían encontrado previamente en células humanas, una molécula llamada prostaglandina E2 (PGE2).

El equipo del MIT encontró altos niveles de esta molécula involucrada en la reproducción del pez cebra en su sistema de regeneración del hígado. Al eliminar el gen bioquímico PGE2 en las células endoteliales, los investigadores pudieron demostrar que estas células son la fuente de PGE2, y también demostraron que esta molécula estimula a las células hepáticas humanas para que entren en el ciclo celular.

Los investigadores ahora planean explorar más a fondo otros factores de crecimiento y moléculas producidas en el chip durante la regeneración del hígado.

“Podemos preguntarnos al observar las proteínas que se están produciendo. ¿Qué más hay en esta lista como otras moléculas que desencadenan la división celular, pero es nuevo?” pregunta Patía. Se trata de descubrir nuevos caminos para los humanos. . “

En este estudio, los investigadores se centraron en las moléculas que activan las células dentro de la división celular, pero ahora esperan seguir el proceso e identificar las moléculas necesarias para completar el ciclo celular. También esperan encontrar señales que le indiquen al hígado cuándo dejar de regenerarse.

Con el tiempo, Patia espera que los investigadores puedan usar estas moléculas para tratar a pacientes con insuficiencia hepática. Otra posibilidad es que los médicos puedan utilizar estos factores como biomarcadores para determinar la probabilidad de regeneración espontánea del paciente.

“Ahora, cuando llegan pacientes con insuficiencia hepática, hay que trasplantarlos porque no sabes si se curarán solos. Pero si supiéramos quién tuvo la reacción regenerativa más fuerte, lo hubiéramos hecho. Para estabilizarlos”. por un tiempo, podemos salvar a esos trasplantados”, dice Patia.