La respuesta sencilla a la pregunta «¿Es posible cultivar un riñón?» es «Sí», porque Marc Hammerman, MD, y su colega, Sharon Rogers, MS, lo han hecho, y con mayor éxito que cualquier otro investigador en el mundo.
La respuesta más compleja comienza con un «Sí», y luego continúa contando un viaje de investigación iniciado en 1996, cuando Hammerman y Rogers se plantearon la misma pregunta. Hammerman es el director de la División Renal de la Facultad de Medicina de la Universidad de Washington y del Hospital Barnes-Jewish. Rogers es instructor de investigación en medicina dentro de la división.
«Thomas Edison definió el genio como un 1% de inspiración y un 99% de transpiración», dice Hammerman. «Nuestra inspiración llegó cuando planteamos la hipótesis de cultivar nuevos órganos, riñones y páncreas endocrinos, utilizando como material de partida primordios de órganos embrionarios de cerdo trasplantados. Llevamos 17 años en la fase de transpiración de nuestra investigación, ya que hemos trabajado para demostrar que esto se puede hacer».
Hammerman es un líder en el floreciente campo de la organogénesis, que se centra en el crecimiento de nuevos órganos utilizando racimos de células embrionarias derivadas de animales como el cerdo. Los grupos se conocen como primordios de órganos. A diferencia de las células madre, los primordios de órganos no pueden convertirse en ningún tipo de célula. Por el contrario, están bloqueadas para convertirse en un tipo celular concreto o en uno de los conjuntos de tipos celulares que conforman un órgano.
Un órgano complicado de cultivar
«El reto de cultivar un riñón es que se trata de un órgano muy complicado; se necesitan cientos de tipos de células diferentes para que el riñón funcione, y tienen que reunirse exactamente en la configuración correcta», dice Hammerman. «Es un reto que nadie se ha acercado a cumplir utilizando células madre embrionarias, porque el proceso de ensamblaje es tan difícil que no podemos averiguar cómo dirigirlo».
La genialidad de la técnica de Hammerman y Rogers es que los primordios de riñón embrionario de cerdo que trasplantan a las ratas ya saben cómo autoensamblarse. Además, los investigadores han descubierto que, una vez trasplantados al huésped, los primordios atraen los vasos sanguíneos necesarios para que el órgano funcione. Sin embargo, lo que hace que su enfoque patentado sea realmente único es su capacidad para producir un riñón perfecto que excrete orina, algo que otros investigadores no han logrado con el mismo éxito.
«Lo conseguimos trasplantando no sólo el riñón embrionario sino también la parte que se diferencia en el uréter. Una vez que se desarrolla, conectamos quirúrgicamente el uréter trasplantado con el uréter del huésped», dice Hammerman. «Todos estos procedimientos son extremadamente laboriosos e implican una delicada microcirugía de órganos apenas visibles»
Otros grupos de investigación han reproducido este proceso con resultados similares, pero no han perseguido el perfeccionamiento de la técnica. Hammerman cree que la razón es que, sencillamente, lo que están haciendo es tremendamente difícil.
«Idear el concepto de trasplantar un riñón embrionario y pensar que podría vascularizarse y diferenciarse en un riñón perfecto, es una idea extraordinaria», dice. «Pero en algún momento, el potencial tiene que convertirse en realidad. Y eso es difícil. Cada paso de un proceso científico que lleva a una aplicación en las personas es difícil. La génesis de una idea es el paso más difícil, pero es más bien un esfuerzo creativo. Los siguientes pasos implican mucho trabajo duro: resolver un gran número de problemas, algunos esperados, otros sorprendentes, que son necesarios sólo para llevar la tecnología al lugar donde podría ser útil como herramienta clínica.»
Aunque el punto en el que trasplantar primordios de riñón de cerdo a humanos para cultivar nuevos riñones está a años vista, la técnica ha avanzado hasta el punto de que los nuevos riñones cultivados en ratas han permitido a los animales vivir entre siete y ocho días después de que se les extirparan los riñones originales.
«El siguiente paso será trasplantar primordios de cerdo a primates. Sin embargo, no lo haremos hasta que hayamos ideado un régimen de inmunosupresión que permita el crecimiento y la diferenciación del riñón, y ese nuevo riñón deberá mantener al animal con vida durante un largo periodo de tiempo», afirma Hammerman.
Transplantar un páncreas
El paso a los primates ya se ha conseguido con el trabajo de Hammerman y Rogers trasplantando páncreas embrionarios de cerdo como medio para tratar la diabetes de tipo 1 y 2 en humanos.
«Cuando trasplantamos los primordios del páncreas a primates, se diferencian en células beta, que luego se multiplican en el huésped», explica Hammerman. «Podemos curar la diabetes en ratas diabéticas y mejorar bastante la intolerancia a la glucosa en un primate diabético, aunque no hemos podido curar completamente la diabetes a largo plazo; en uno o dos meses, el primate necesita insulina. No pensaremos en solicitar la aprobación de la FDA para pasar a los ensayos con humanos hasta que seamos capaces de hacer que un primate diabético no necesite insulina durante al menos seis meses».
Hammerman nunca se consideró una persona paciente hasta que empezó a trabajar en organogénesis, pero esa característica y un espíritu pionero están demostrando ser cualidades necesarias para trabajar en este campo. «A menudo, cuando uno se dedica a la ciencia, puede acudir a la literatura y encontrar a alguien que se haya encontrado con un problema similar al suyo y que haya dado con una forma de resolverlo», dice Hammerman. «Ese no es nuestro caso. Estamos abriendo el camino, lo que significa que hay mucho ensayo y error. Los experimentos en sí consumen mucho tiempo. Se tarda 120 días en cultivar un riñón de cerdo en una rata, porque eso es lo que se tarda en un cerdo. Así que pasan cuatro meses antes de que sepamos si un experimento ha funcionado o no»
¿Vale la pena el tiempo y el esfuerzo para cultivar riñones y páncreas? La respuesta de Hammerman es un rotundo «Sí».
«Cada año, aproximadamente 10.000 riñones están disponibles para ser trasplantados a pacientes con enfermedades renales en fase terminal», afirma. «Pero las listas de espera para trasplantes de riñón pueden llegar a ser de 100.000 individuos. La mayoría de los pacientes mueren de la enfermedad antes de que haya un órgano disponible. Y si logramos desarrollar una cura de trasplante para ambos tipos de diabetes, beneficiaría a decenas de millones de personas. Estoy convencido de que las terapias basadas en el cultivo de nuevos órganos formarán parte de la práctica médica habitual a mediados del siglo XXI».