Hígado humano artificial puede acelerar desarrollo de fármacos

Los científicos han diseñado un hígado humano artificial que al ser implantado en ratones produce proteínas humanas y descompone ciertos medicamentos como el hígado humano. La técnica podría conducir a pruebas más exactas de posibles medicamentos.

Todos los medicamentos experimentales se deben evaluar primero en animales de laboratorio antes de que puedan ser administrados a seres humanos. Con frecuencia se utilizan ratones para esos estudios. Sin embargo, las enzimas hepáticas de los ratones difieren de las humanas por lo cual la forma como descomponen o metabolizan las drogas varía. Por tanto, no se puede predecir si un medicamento en investigación que ha mostrado ser seguro en ratones podría degradarse en los seres humanos a metabolitos nocivos.

Para obviar este obstáculo, varios equipos de investigación han estado tratando de ‘humanizar’ los ratones, a veces mediante el trasplante de células hepáticas humanas a los animales. Pero para que estas técnicas funcionen, se debe desactivar el hígado del ratón, junto con su sistema inmunológico para evitar un ataque a las células humanas trasplantadas. Con estas técnicas, puede ser necesarios semanas o meses para que las células hepáticas humanas se fijen y proliferen en el hígado del ratón.

En este estudio la doctora Alice A. Chen y sus colegas del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT, Cambridge, MA, EUA) produjeron tejido hepático humano artificial mejorado que puede comenzar a funcionar en ratones en menos de una semana sin dañar su hígado ni su sistema inmunológico. La investigación fue financiada en parte por el Instituto Nacional de Diabetes y Enfermedades Digestivas y Renales (NIDDK), el Instituto Nacional de Imágenes Biomédicas y Bioingeniería (NIBIB) y el Instituto Nacional del Cáncer (NCI) de los Institutos Nacionales de Salud de EUA, (Bethesda, MD, EUA).

Para crear el hígado artificial los científicos cultivaron células de hígado humano (hepatocitos) mezclados con células de ratón de apoyo llamadas fibroblastos y luego las empacaron con células endoteliales de hígado humano en una malla de polímero en forma de disco. Las células endoteliales secretan compuestos que mantienen los hepatocitos vivos y funcionando y la malla de gel polimérico los protege contra el ataque del sistema inmune. El método fue descrito en la edición previa en línea del 11 de julio de 2011 de la revista Proceedings of the [US] National Academy of Sciences.

Los investigadores demostraron que cuando se implanta el tejido hepático al ratón, se integra al sistema circulatorio del animal antes de una semana. Como resultado, los fármacos pueden llegar al hígado y las proteínas humanas que este produzca pueden entrar al torrente sanguíneo.

Para evaluar el funcionamiento del hígado artificial, los científicos dieron a los ratones medicamentos que se sabe que se descomponen de manera diferente en los seres humanos y detectaron metabolitos que normalmente sólo produce el hígado humano.

“La idea de que con un ratón humanizado se pueden identificar estos metabolitos antes de hacer ensayos clínicos puede ser muy valiosa” declaró la Dra. Chen. Con estudios adicionales, la técnica permitiría detectar fármacos problemáticos antes de evaluarlos con seres humanos. También podría servir para el estudio de enfermedad hepática o infecciones en humanos.


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Massachusetts Institute of Technology

US National Institutes of Health