Organoides de origen humano

Los organoides constituyen un sistema modelo mejorado en el que los tipos de células se parecen más a la situación in vivo y se encuentran en condiciones similares a las que se encuentran en el cuerpo humano. Diversos sistemas organoides proporcionan una variedad útil por su complejidad y capacidad de modelado, que van desde estructuras simples derivadas de células madre hasta cultivos más complejos generados a partir de múltiples capas germinales de células en desarrollo mediante múltiples protocolos de diferenciación (1).

Por lo tanto, se espera que la variedad de modelos organoides disponibles, junto con los avances tecnológicos, proporcionen una serie de plataformas poderosas y eficientes para estudiar el desarrollo humano y las enfermedades (2).

Generando organoides

Los organoides de origen humano se generan mediante protocolos de diferenciación guiados que imitan procesos de desarrollo, identificados mediante experimentos tanto in vivo como in vitro. El desarrollo humano es muy limitado y específico, la mayoría de los estudios han tenido como objetivo producir organoides con propiedades similares a las de los tejidos humanos. La generación de organoides podría imitar todo el proceso de desarrollo de órganos a partir de células madre pluripotentes. Sin embargo, es muy difícil proporcionar todas las señales bioquímicas que impulsan la diferenciación y el ensamblaje tridimensional de las células durante el desarrollo (2,3).

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Formación de organoides cerebrales

En el caso de los organoides cerebrales, las células madre pluripotentes humanas se guían inicialmente para que se diferencien en cuerpos embrioides antes de una mayor diferenciación hacia el linaje celular destinado. Una vez que los agregados celulares contienen los precursores del desarrollo para el modelado del tejido cerebral, el resto de los pasos del desarrollo ocurren espontáneamente en un biorreactor giratorio. La formulación de medios juega un papel crucial ya que permite una diferenciación adecuada de los tipos de células deseadas a partir de las cuales se desarrollarán los organoides. Finalmente, los cultivos se cultivan de una manera que permite su expansión en tres dimensiones, lo que se logra agregando células en estructuras 3D o incrustando cultivos en una matriz 3D (4,5).

Referencias:

1. Hu, H. et al. Expansión a largo plazo de hepatocitos funcionales de ratón y humanos como organoides 3D. Celda 175, 1591-1606 (2018).

2. Sachs, N. y col. Organoides de las vías respiratorias humanas en expansión a largo plazo para el modelado de enfermedades. EMBO J. 38, e100300 (2019).

3. Osakada, F., Ikeda, H., Sasai, Y. y Takahashi, M. Diferenciación gradual de células madre pluripotentes en células de la retina. Nat. Protocolo. 4, 811–824 (2009).

4. Lancaster, MA y cols. Autoorganización guiada y formación de placas corticales en organoides del cerebro humano. Nat. Biotecnología. 35, 659–666 (2017).

5. Lancaster, MA y cols. Los organoides cerebrales modelan el desarrollo del cerebro humano y la microcefalia. Naturaleza 501, 373–379 (2013). Lancaster y cols. informan que la complejidad del desarrollo del cerebro humano puede modelarse mediante organoides humanos derivados de PSC.