La ciencia consigue producir en serie ‘mini-pulmones’: un paso decisivo hacia tratamientos personalizados contra el cáncer y enfermedades respiratorias

Un avance trascendental para la medicina personalizada ha llegado desde Alemania. Un equipo de científicos de la Universidad de Duisburg-Essen ha desarrollado un sistema pionero que permite crear organoides pulmonares —versiones en miniatura y funcionales de pulmones humanos— de forma automatizada y en serie. Este hito, publicado en la revista ‘Frontiers in Bioengineering and Biotechnology’, promete transformar por completo el enfoque en el tratamiento de enfermedades de gran prevalencia como el cáncer de pulmón, la EPOC o la fibrosis pulmonar.

Hasta ahora, la creación de estos modelos biológicos era un proceso artesanal, extremadamente lento y delicado, lo que limitaba su aplicación a gran escala. La nueva técnica automatizada cambia radicalmente este paradigma. Se abre la puerta a un escenario que hasta hace poco parecía ciencia ficción: disponer de una réplica del pulmón de un paciente para ensayar diferentes terapias antes de su aplicación clínica, garantizando así la máxima eficacia y seguridad para la persona.

Así se fabrican los pulmones en el laboratorio

El proceso para la creación de estos mini pulmones comienza con células madre, que se cultivan en condiciones especiales hasta alcanzar la cantidad necesaria. Posteriormente, estas células se agrupan espontáneamente en pequeños conglomerados conocidos como cuerpos embrionarios. Es en esta fase cuando los científicos introducen una combinación de factores de crecimiento específicos, los mismos que guían el desarrollo del pulmón en un embrión, para que las células comiencen a especializarse en los distintos tipos que forman los bronquiolos y los alvéolos.

La verdadera innovación del método reside en la fase posterior. Los cuerpos embrionarios se introducen en un biorreactor, un tanque equipado con una membrana en movimiento que mantiene los nutrientes en circulación constante. Durante cuatro semanas, los futuros organoides se desarrollan en este entorno controlado, dando lugar a estructuras tridimensionales que imitan con gran fidelidad la arquitectura y función básica del tejido pulmonar humano.

Una nueva era para la investigación y los pacientes

La capacidad de fabricar grandes cantidades de organoides sin apenas intervención manual supone un punto de inflexión. Esta metodología permite realizar cribados de alto rendimiento, es decir, probar decenas de fármacos experimentales de forma simultánea para acelerar el desarrollo de nuevas terapias. Además, representa una alternativa más fiable y ética a los modelos animales, ya que los organoides se derivan directamente de células humanas.

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Diana Klein, investigadora principal del estudio, celebra el éxito del sistema como un paso clave hacia la aplicación real de la medicina de precisión. "Esto significa que los organoides pulmonares pueden producirse mediante un proceso automatizado y servir como un excelente modelo de enfermedad", afirma la científica. Su equipo ya trabaja en aplicar estos mini pulmones para anticipar cómo responderá un paciente a tratamientos concretos, como la quimioterapia o la radioterapia.

Esto significa que los organoides pulmonares pueden producirse mediante un proceso automatizado y servir como un excelente modelo de enfermedad"

Un futuro prometedor con retos pendientes

Los propios investigadores reconocen que el modelo aún tiene margen de mejora. Estos organoides, por ejemplo, carecen de elementos cruciales del órgano real, como los vasos sanguíneos o las células del sistema inmunitario. "No tenemos flujo sanguíneo, lo que hace que las condiciones sean bastante estáticas", admite Klein, explicando que esto limita la recreación de la complejidad total del entorno pulmonar.

A pesar de estas limitaciones, el valor de los organoides es innegable. Su origen humano los convierte en una herramienta insustituible para estudiar las bases de una enfermedad y la reacción de las células a un fármaco. "Puede que estos sistemas no sean tan complejos como un organismo completo, pero proceden de células humanas y representan lo que encontramos en los pacientes", concluye la experta. Este avance abre una ventana real a un futuro con tratamientos más precisos, eficaces y personalizados.

Puede que estos sistemas no sean tan complejos como un organismo completo, pero proceden de células humanas y representan lo que encontramos en los pacientes"