Robots Organoides Celulas Madre

Un grupo de investigadores de la Facultad de Medicina de la Universidad de Washington en Seattle desarrollaron un nuevo sistema automatizado en robots que permite diseñar organoides o mini-órganos a partir de células madre.

Según Benjamin Freedman, profesor asistente de medicina de la División de Nefrología de la Facultad de Medicina de la institución, este avance permite ampliar el uso de organoides en la investigación dentro de la industria farmacéutica. Los organoides son estructuras presentes dentro de la célula que desarrollan diversos mecanismos bioquímicos y fisiológicos que le permiten a la célula alimentarse y respirar.

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Freedman explicó que la forma tradicional en que se cultivan las células para la investigación biomédica consiste en cultivarlas como láminas planas o bidimensionales, algo que según él, es demasiado simplista. Sin embargo, en los últimos años los investigadores han demostrado con éxito que es posible cultivar células madre en estructuras tridimensionales complejas como los organoides.

El investigador afirma que pese a que los organoides se comportan de manera similar a los órganos rudimentarios, lo que los hace ideales para la investigación biomédica, sus propiedades suponen un desafío para su producción en masa. Por ello, afirma que producir organoides en masa es el desafío más grande de su nueva tecnología robótica.

En el laboratorio, los investigadores utilizaron un sistema robótico que automatizó el procedimiento de cultivo de células madre en organoides. Pese a que otros enfoques han sido exitosos con células madre adultas, se trata del primer estudio que demuestra éxito en la automatización de la fabricación de organoides a partir de células madre pluripotentes, un tipo de célula versátil y que puede convertirse en cualquier tipo de órgano.

Durante el proceso, los robots de manejo de líquidos introdujeron las células madre en places que contaban con 384 recipientes miniatura, y luego propiciaron la transformación de las células en organoides renales durante 21 días. Cada microrecipiente contenía al menos 10 organoides, y cada placa contenía miles de ellos. De esta forma, los robots lograron producir un gran cantidad de placas en apenas 20 minutos, algo que le llevaría a una persona todo el día, según Freedman.

Posteriormente, los investigadores entrenaron a los robots para procesar y analizar los organoides producidos. Con una técnica automatizada llamada ‘secuenciación de ARN de células individuales’ con el fin de identificar los diversos tipos de células que se encuentran en los organoides. De esta manera, los científicos establecieron que los organoides eran similares a los riñones en cuanto a desarrollo, pero también contenían células no renales características de estos cultivos.

El investigador aclara que en este tipo de trabajos repetitivos, los robots son más eficientes que los humanos, ya que el robot no sufre de cansancio ni comete errores a causa de ello. Estos hallazgos dan una mejor idea del comportamiento de los organoides y dan una nueva base sobre la cual hacer mejoras, según Freedman.

A través de este estudio, los investigadores hallaron una forma de expandir la cantidad de células de los vasos sanguíneos en sus organoides para que se parezcan más a los riñones reales. Asimismo, utilizaron una nueva técnica para buscar medicamentos que influyeran en la enfermedad poliquística del riñón, a través de la producción de organoides con mutaciones que causan esta enfermedad.

Esta investigación contó con el respaldo de la Sociedad Americana de Nefrología, en Estados Unidos, la Fundación PKD, los Centros Renales del Noroeste, la Fundación Nacional del Riñón y otros centros de salud dependientes del gobierno norteamericano.

Referencia: High-Throughput Screening Enhances Kidney Organoid Differentiation from Human Pluripotent Stem Cells and Enables Automated Multidimensional Phenotyping. Science Direct. May 17 2018. Doi: https://doi.org/10.1016/j.stem.2018.04.022

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