DE CELULAS MADRE A ORGANOIDES EN EL ESPACIO

 

*Con experimentos que se llevarán a cabo en la Estación Espacial Internacional, los investigadores tratarán de determinar si la microgravedad favorece la producción de grupos tridimensionales de células cardíacas y cerebrales

 

 

Investigadores de Cedars-Sinai se proponen transformar células madre en los primeros organoides cardíacos y cerebrales creados en el espacio. Sus experimentos viajaron a bordo de una misión a la Estación Espacial Internacional que tenía previsto despegar del Centro Espacial Kennedy en Cabo Cañaveral, Florida, el 21 de agosto.

«Los organoides son aglomeraciones tridimensionales de células, en este caso células cardíacas o cerebrales», explicó Arun Sharma, Ph.D., director del Centro Cedars-Sinai para la Investigación en Medicina Espacial. «Para crearlos, reprogramamos células de la piel o la sangre para convertirlas en células madre y, a continuación, transformamos las células madre en células cardíacas o cerebrales que formarán los organoides».

Los organoides, que hasta ahora sólo se han producido en la Tierra, tienen un tamaño inferior a un milímetro y suelen ser demasiado pequeños para verlos a simple vista. Sin embargo, tienen un gran impacto científico.

«Podemos crear miles de estos organoides en sólo unas semanas, lo que nos permite modelar enfermedades y probar medicamentos a una escala que de otro modo no podríamos alcanzar», afirma Sharma, que también es investigador científico en el Consejo de Gobernadores del Instituto de Medicina Regenerativa, el Smidt Heart Institute, Cedars-Sinai Cancer, y profesor asociado de Ciencias Biomédicas en Cedars-Sinai.

 

                  VIAJE AL ESPACIO

 

Las células viajaron al espacio como parte de la misión de reabastecimiento del SpaceX CRS-33 para entregar suministros a la Estación Espacial Internacional, sexta misión en la que participa Cedars-Sinai. Esta es la tercera misión financiada a través de una beca del In-Space Manufacturing Award de la NASA en colaboración con Axiom Space, una empresa con sede en Houston dedicada al desarrollo de infraestructura espacial. Algunas de las novedades de misiones anteriores incluyeron la introducción de ADN en células madre en el espacio, el uso de hardware de laboratorio terrestre disponible en el mercado para la investigación en biociencias espaciales y la producción de células madre en el espacio, señaló Sharma.

Sharma, especialista en biología cardíaca, utiliza organoides para estudiar los efectos de las terapias contra el cáncer en el corazón. Los organoides cardíacos también se pueden utilizar para probar terapias que podrían mejorar la función cardíaca y para estudiar diversos tipos de enfermedades cardíacas, como los defectos cardíacos congénitos.

El Dr. Clive Svendsen, director ejecutivo del Instituto de Medicina Regenerativa de la Junta de Gobernadores y colaborador en la misión, estudia los organoides cerebrales.

«Mi laboratorio se centra en el estudio de enfermedades neurodegenerativas como la ELA, la enfermedad de Huntington y la enfermedad de Parkinson, y utilizamos organoides cerebrales como herramienta para modelar estas enfermedades», explicó Svendsen. «Crear estos organoides en el espacio es potencialmente un paso hacia la aceleración de nuestro trabajo y una mejor comprensión de estas enfermedades».

Sharma afirmó que cultivar organoides en el espacio tiene ventajas potenciales.

«En la Tierra, la gravedad comprime estos organoides, que son esferas tridimensionales», explica Sharma. «En el espacio, la gravedad se reduce casi a cero, lo que llamamos microgravedad, y creemos que los organoides crecerán mejor en estas condiciones. Podrían desarrollar nuevos vasos sanguíneos que no somos capaces de desarrollar en la Tierra, organizarse de formas únicas o incluso albergar diferentes tipos de células que solo podemos desarrollar en microgravedad».

La Dra. Maedeh Mozneb, directora asociada del Centro de Investigación en Medicina Espacial, y Madelyn Arzt, investigadora asociada del Laboratorio Sharma, viajarán a Florida para preparar las células para su lanzamiento.

Las células madre, obtenidas del Instituto Allen para la Ciencia Celular, se congelarán para el viaje al espacio y viajarán a bordo de un cohete SpaceX en un «hábitat de placa» creado por BioServe Space Technologies en Colorado. Una vez que las células lleguen a la estación espacial, serán mantenidas por los astronautas, quienes cambiarán los nutrientes que permiten el crecimiento de los organoides y los fotografiarán con microscopios, explicó Sharma.

 

             RETORNO DE ORGANOIDES

 

Después de aproximadamente un mes, los organoides serán enviados de vuelta a los investigadores de Cedars-Sinai para analizar su tamaño, forma, genética y otros factores. Y a pesar del diminuto tamaño de los organoides, Sharma y su equipo tienen grandes sueños.

«Uno de mis sueños es tener un laboratorio en el espacio que sea paralelo a los laboratorios que tenemos aquí en la Tierra», dijo Sharma. «Eso nos permitiría crear organoides y explorar aplicaciones biomédicas como la bioimpresión de tejidos artificiales del corazón, el cerebro y los músculos en el espacio de formas que quizá no podamos hacer en la Tierra».

A continuación, el equipo trabajará en experimentos financiados mediante una nueva subvención de los Institutos Nacionales de Salud para explorar el uso de la microgravedad para modelar la inflamación y el envejecimiento acelerados en modelos de chips de órganos del corazón, el intestino y el cerebro.