Los embriones en desarrollo inspiran la medicina regenerativa

Los biólogos del desarrollo buscan entender cómo los animales generan y reparan sus órganos y tejidos de manera natural. Los ingenieros de tejidos, por su parte, quieren comprender cómo construir o reparar tejidos dañados en el organismo adulto. Un enfoque que puede ayudar a construir nuevos tejidos es "aprenderlo del embrión". Es la visión que comparten James Sharpe, director del Laboratorio Europeo de Biología Molecular (EMBL) de Barcelona y Marco Milán, investigador ICREA del Instituto de Investigación Biomédica (IRB Barcelona) y la idea que subyace a la organización de la Conferencia Barcelona Biomed “Ingeniería Morfogenética”.

Del 27 al 29 de noviembre, se reúnen en el Institut d’Estudis Catalans de Barcelona, especialistas mundiales en embriones, morfogénesis de tejidos, control genético y mecánico de desarrollo, organoides, regeneración e ingeniería. La serie Conferencias Barcelona Biomed la organiza el IRB Barcelona con el apoyo de la Fundación BBVA desde el 2006, y ésta será la 31 reunión celebrada en diversos ámbitos punteros de la biomedicina.

Emulando el desarrollo con mini órganos en 3D

Los organoides – mini órganos en tres dimensiones generados en el laboratorio – son modelos de desarrollo que representan “muy bien” esta fusión de campos. “Los organoides realizan procesos morfogenéticos simples – no de una manera muy natural, pero en un entorno controlado de laboratorio, apto para sondear, perturbar, manipular y hacer ingeniería”, describe Sharpe.

La pregunta principal de los especialistas es cómo construir tejidos y órganos. Pero dentro de esta pregunta, hay una serie de cuestiones científicas más específicas no resueltas completamente: ¿cómo saben las células qué decisiones tomar? ¿Cómo utilizan las señales moleculares y mecánicas para saber dónde están o qué dirección deben seguir? ¿Cómo colaboran e interactúan grandes grupos de células, cada una con información local limitada, para crear algo mucho más grande y complejo que ellas mismas?

Los especialistas explican que son muchas las tecnologías de última generación necesarias para extraer la información relevante de los sistemas modelo, sean éstos organoides o “los clásicos modelos animales como la mosca de la fruta, el pez cebra o el ratón”, comenta Milán. Entre otras, destacan especialmente imágenes en 3D y 4D, transcriptómica multicelular y modelaje computacional.

Promesas biomédicas y en salud

“En el futuro seremos capaces de re-construir órganos dañados y mantener un cuerpo sano y en forma”, dice Sharpe. Admite que llevará años de investigación biológica básica junto a estudios traslacionales en ingenería tisular.  “En el corto plazo, dentro de la próxima década, deberíamos ser capaces de aumentar las propiedades de auto curación de nuestros tejidos y comenzar a reemplazar y reparar pequeñas regiones de tejido dañado”, añade.   Por su parte, Marco Milán apunta además a la conexión no sólo entre el desarrollo embrionario y la regeneración, sino entre ésta y la formación de tumores.

Según ambos investigadores, la denominación de la Conferencia Barcelona Biomed bajo el título de “Ingeniería Morfogenética” es un modo de reflejar la creciente y apasionante fusión de ideas y comunidades científicas diversas.

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Marco Milán, profesor ICREA en el IRB Barcelona. Jefe del laboratorio “Control de crecimiento y desarrollo” y director del Programa de Biología Celular y del Desarrollo del IRB Barcelona. El profesor Milán, usando como modelo de estudio la formación del ala de la mosca Drosophila melanogaster, investiga las vías de señalización y los circuitos genéticos necesarios para la formación de tejidos, y la emergencia de nuevas vías implicadas en regeneración y en formación de tumores.

VÍDEO Meet Our Scientist - Marco Milán: "Our relative the fly"

James Sharpe es el director de EMBL Barcelona cuyo objeto es estudiar las interacciones dinámicas de los sistemas multicelulares que subyacen a cómo los tejidos se forman, mantienen y reparan, las disfunciones que permiten la aparición de enfermedades y cómo podemos aprender a construir tejidos a través de la ingeniería. Su propio laboratorio se centra en la comprensión del desarrollo de apéndices en vertebrados, a través del procesamiento de imágenes, perturbaciones experimentales y modelización por ordenador.