Grandes progresos gracias a los mini-órganos
"Ahora se abren nuevas oportunidades para estudiar la biología del cuello uterino, las infecciones y el desarrollo del cáncer"
Las réplicas de órganos que parecen reales -los llamados organoides 3D- son una buena forma de investigar procesos patológicos. Un equipo de la Universidad de Würzburg ha presentado una especie de modelo de cuello uterino.
Imagen de organoides escamosos estratificados endocervicales derivados de pacientes (rojo) y ectocervicales (verde) del tracto reproductivo femenino, y diagrama que representa su manipulación genética e infecciones.
AG Chumduri
Se necesitan unas pocas células madre, varios factores de crecimiento, entre cuatro y seis semanas de tiempo y, por supuesto, mucha experiencia para crear en el laboratorio una réplica a escala, pero realista y funcional, de un cuello uterino.
Una nueva publicación aparecida en la revista Nature Protocols muestra cómo funciona el proceso en detalle. La responsable es la Dra. Cindrilla Chumduri, jefa del grupo de investigación del Departamento de Microbiología de la Universidad Julius Maximilians de Würzburg (JMU). La bióloga especializada en infecciones y cáncer lleva mucho tiempo investigando los procesos fisiológicos del tejido cervical. Está especialmente interesada en las condiciones en las que se desarrolla el cáncer en ese lugar.
"Hasta hace poco, la ciencia carecía de un sistema que reflejara bien las propiedades celulares, fisiológicas y funcionales de los distintos tipos de células del cuello uterino", afirma Chumduri. Esto, dice, ha dificultado el estudio de la fisiología normal, el desarrollo de enfermedades y los procesos infecciosos.
Con los organoides tridimensionales que ha desarrollado, dice, "se abren ahora nuevas oportunidades para estudiar la biología del cuello uterino, las infecciones y el desarrollo del cáncer". Nuevas aplicaciones en la medicina personalizada, la búsqueda de nuevas sustancias activas, las intervenciones en el genoma, la modelización de enfermedades: Con la ayuda de los organoides, los científicos podrán poner todo esto en práctica mucho más fácilmente que antes.
El cuello del útero tiene muchas funciones
El cuello del útero es una estructura complicada. Una de sus tareas más importantes es permitir el paso de los espermatozoides a la cavidad uterina para que se produzca la fecundación del óvulo. Por otra parte, debe proteger el aparato reproductor femenino de invasores peligrosos como hongos, virus y bacterias y de infecciones ascendentes. Además, al final del embarazo, debe ser capaz de dilatarse significativamente para que el feto pueda pasar a través de él.
Desde el punto de vista anatómico, el cuello uterino constituye el vínculo entre la cavidad uterina y la vagina. Está formado por el llamado endocérvix, que está adyacente al útero, y el ectocérvix, que sobresale en la vagina. Estos están revestidos por diferentes tipos de células: Mientras que el endocérvix tiene un epitelio columnar, el ectocérvix tiene un epitelio escamoso de varias capas. En el lugar en el que se fusionan ambas zonas, forman una zona de transición y son especialmente susceptibles a la infección y a la formación de tejidos. Por ejemplo, la mayoría de los cánceres de cuello de útero se originan allí.
Células madre como material de partida
Para el desarrollo de los organoides 3D del cuello uterino, Cindrilla Chumduri y su equipo eligieron células madre epiteliales adultas como material de partida. Éstas se tomaron en biopsias tanto del endocérvix como del ectocérvix. Con la ayuda de combinaciones únicas de factores de crecimiento, así como de diferentes métodos de cultivo, pudieron recapitular la arquitectura y composición tridimensional natural del tejido, así como las propiedades funcionales del tejido original, y preservarlas durante un largo periodo de tiempo.
En experimentos más avanzados, los científicos también manipularon genéticamente las células madre. "Implantamos a las células madre los genes del virus del papiloma humano VPH, responsables del desarrollo del cáncer", explica Chumduri. Esto podría resolver un misterio en el que la ciencia lleva trabajando mucho tiempo.
Coinfecciones mortales
Porque aunque se sabe que el VPH es el motor de la mayoría de los cánceres de cuello de útero, la infección por el virus no es sinónimo de neoplasia tisular maligna: las estadísticas actuales sugieren que alrededor del 80 por ciento de todas las mujeres experimentarán una infección por VPH a lo largo de su vida. Sin embargo, sólo el 1,6 por ciento de ellas desarrolla un cáncer de cuello de útero.
Actualmente se sospecha que hay otros factores que aumentan el riesgo de cáncer de cuello de útero, como la coinfección con otros patógenos de transmisión sexual, como el patógeno bacteriano Chlamydia trachomatis. Los organoides ectocervicales humanos modificados genéticamente permiten ahora a Chumduri y a su equipo examinar más de cerca los efectos a largo plazo de la infección viral en el epitelio escamoso del cuello uterino y la contribución de las coinfecciones con otros patógenos, como la Chlamydia trachomatis.
Gran potencial para seguir avanzando
"Los organoides endocervicales y ectocervicales son tejidos epiteliales tridimensionales ideales, casi fisiológicos, para estudiar y modelar la biología del cuello uterino, las interacciones entre el huésped y los patógenos y el desarrollo de enfermedades", asegura. Además, dice, son ideales para estudiar la respuesta del órgano a los patógenos resistentes a los antibióticos.
Los organoides también permiten estudiar la reacción del epitelio cervical a los cambios hormonales y sus efectos en la regeneración de las células madre, la producción de moco y la defensa innata contra los patógenos. Su capacidad de cultivo a largo plazo ofrece una oportunidad única para examinar más de cerca las infecciones crónicas o repetidas y su impacto en las células del huésped, dijo.
En cualquier caso, Cindrilla Chumduri está convencida: "En general, el modelo de organoide del cuello uterino ofrece un gran potencial para seguir avanzando en el estudio de la biología del aparato reproductor femenino".
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
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