Ciència
Societat 15/02/2020

La revolta silenciosa dels miniòrgans

Els orgànuls guanyen pes com a substituts dels ratolins de laboratori

Xavier Pujol Gebellí
6 min
La revolta silenciosa dels miniòrgans

BarcelonaFa tot just deu anys el concepte d’orgànul o de miniòrgan amb prou feines travessava les portes de cap laboratori. Avui, en canvi, no passa cap dia sense que es presenti una novetat en reunions científiques, revistes d’impacte o congressos internacionals. Com, per exemple, el que s’ha celebrat aquesta setmana a Barcelona, una trobada en què uns 200 científics europeus, nord-americans i asiàtics que pertanyen a institucions de recerca reconegudes a escala mundial han exposat els resultats dels seus últims experiments. Les preguntes obertes, amb solucions incipients, passen per dotar aquestes minúscules agrupacions de cèl·lules de la funcionalitat pròpia dels òrgans que pretenen emular. Alguns resultats són sorprenents. La reunió de Barcelona ha sigut fruit d’una col·laboració entre el Centre de Bioenginyeria de Catalunya (IBEC) i el Laboratori Europeu de Biologia Molecular (EMBL).

Per entendre bé on som i què és possible fer cal remuntar-se a mitjans de la dècada dels 90. El projecte Genoma Humà era a les portes de la seva culminació amb la publicació del primer genoma seqüenciat; l’ovella Dolly, el primer mamífer clonat, ocupava les portades; la teràpia gènica generava expectatives immenses, i el somni de generar òrgans artificials per a trasplantaments agafava volada. La història ha demostrat que res de tot això ha complert els terminis previstos, però les arrels començaven a ser fortes.

Els primers models teòrics i experimentals neixen aleshores i la base ve a ser la mateixa: sobre una matriu inerta que fa de bastida o d’esquelet, s’hi diposita un cultiu cel·lular capaç de créixer i adoptar una forma predeterminada, per exemple, de ronyó o de fetge. Van haver de passar vint anys d’experiments fallits perquè de la teoria es passés a una pràctica raonable. I encara deu anys més per obtenir-ne resultats, ara sí, sòlids.

Xavier Trepat, professor ICREA a l’IBEC i coorganitzador del congrés, explica de manera resumida els motius de l’actual eclosió. Les matrius on es dipositen les cèl·lules són cada vegada més adequades al seu objectiu; els cultius cel·lulars, cada vegada més complexos, poden partir d’una cèl·lula de pell, per exemple, reprogramada a cèl·lula mare i dirigida a la formació d’un teixit concret (un ronyó, un fetge, un pulmó...) que tindrà un origen personalitzat, i el que és més important: el producte resultant té funcionalitats equivalents a l’òrgan que es vol reproduir. “És un pas importantíssim per a la medicina de precisió”, emfasitza.

Pensant en el trasplantament? “No necessàriament”, puntualitza Trepat. De fet, l’aplicació principal dels orgànuls la continuem trobant als laboratoris de recerca. “Els miniòrgans s’estan convertint en una peça bàsica per provar nous medicaments”, explica. Si l’orgànul que s’ha aconseguit té característiques de ronyó o de fetge, es pot verificar l’impacte de medicaments en fase de recerca sobre els miniòrgans. D’aquesta manera es pot veure la seva toxicitat o si provoca alguna mena de millora. Si s’han generat a partir de cèl·lules d’un pacient, la prova és altament personalitzada. “Ve a ser com un bocí del seu òrgan original”, diu l’investigador.

La qüestió, però, és si aquests conjunts de cèl·lules especialitzades ofereixen prou fiabilitat. “Ara com ara són models”, assegura Roger Kamm, investigador especialitzat en neurologia al Massachusetts Institute of Technology (MIT). Kamm treballa des de fa anys a la frontera entre la biologia i l’enginyeria. “Hem passat de la fase de tenir un laboratori en un xip a tenir un miniòrgan en un xip”, explica. La incorporació de l’electrònica està fent que els orgànuls “guanyin funcionalitat”. Per exemple, capacitat per contraure’s o per impulsar el pas de fluids, com passa amb els teixits normals. O, en el seu cas, impulsos elèctrics entre neurones. “La cursa serà llarga, però ja tenim molt bons models”.

Encara no hi ha una resposta satisfactòria, i suposaria un “enorme salt qualitatiu”, diu Trepat, per a la vascularització de l’orgànul. “Perquè sigui plenament funcional cal tenir tants tipus cel·lulars com en els òrgans corrents”, raona Kamm. “Al cervell hi ha neurones i altres tipus de cèl·lules, a més de capil·lars”. El seu equip i d’altres a tot el món miren com es poden generar els vasos sanguinis. “Ara sabem que les cèl·lules s’autoorganitzen i treballem perquè ho facin amb una forma determinada. Si som capaços de generar capil·lars tindrem un sistema molt pròxim al real”.

La recerca en orgànuls obre dubtes ètics encara sense resposta

La recerca en orgànuls no s’escapa del debat ètic. D’una banda, sembla que podria resoldre l’ús d’animals de laboratori. “A ningú no li agrada matar un ratolí per un experiment”, diu Roger Kamm. L’investigador ha desenvolupat un model per a l’estudi de nous fàrmacs per a l’esclerosi lateral amiotròfica (ELA), una malaltia sense cura coneguda ni models experimentals satisfactoris. Kamm preveu que amb el temps aquesta serà la tònica general per a l’estudi de malalties i l’anàlisi de fàrmacs.

Insoo Hyun, expert en bioètica a l’escola de Medicina de Harvard, creu que el desenvolupament del que anomena “enginyeria per a sistemes multicel·lulars” canviarà el paradigma. Simplement, diu, “no seran necessaris”. “Els orgànuls fan la funció dels ratolins”, diu.

Admet, però, que cal establir una regulació clara per delimitar què es pot fer i què no. En primer lloc, perquè es parteix de cèl·lules de donants, fet que “cal protegir”. I, per una altra banda, perquè s’estan obrint preguntes sense resposta. Hi ha qui utilitza aquesta tècnica per investigar amb embrions sintètics. Ara com ara només serveixen per estudiar com es forma i es desenvolupa l’embrió en els seus primers estadis i se sap que no són viables. Què passaria si se superessin aquestes limitacions? ¿Estaríem creant vida artificialment?

D’altra banda, hi ha investigadors que, com el mateix Roger Kamm, investiguen malalties com l’Alzheimer, per a les quals un orgànul de cervell (un minicervell) seria especialment útil. “Si reproduïm una unitat funcional del cervell potser podríem veure coses impensades”, exposa. Tan impensades com que aquesta unitat funcional no només mostra la transmissió del senyal nerviós -les sinapsis-, sinó també la generació de connexions neuronals o com els capil·lars alimenten les cèl·lules de nutrients i oxigen. ¿I si fos possible generar o observar memòria? ¿I si s’establís alguna mena de circuit cognitiu? I ja fregant el límit: ¿i si n’emergís consciència? El que dèiem, més enllà dels aspectes reguladors, massa preguntes sense resposta.

Com dotar aquests miniòrgans de reg sanguini, com millorar les matrius de creixement i entendre millor la seva organització cel·lular són les constants del moment. I la investigació s’hi acosta tant que ja es preveu que ben aviat podrien substituir els animals de laboratori.

stats