¿Qué son los organoides y qué aplicaciones tienen en medicina?

Los organoides son estructuras celulares tridimensionales creadas en el laboratorio a partir de cultivos de células madre o muestras de tejido específicas del paciente, tal y como detallan en el Instituto nacional del cáncer. Son, en definitiva, una versión en miniatura de un órgano producido in vitro, que muestra una microanatomía realista y tienen algunas funciones fisiológicas, pero, aunque son más completos que un grupo de células cultivadas, no llegan a ser tan complejos como los órganos que imitan. 

Su principal característica es que imitan la organización y algunas funciones de los órganos reales, lo que los convierte en modelos valiosos para la investigación biomédica. Estos modelos ofrecen ventajas sobre los cultivos celulares bidimensionales y los modelos animales, ya que replican con mayor precisión la fisiología humana y pueden generarse con mayor eficiencia y velocidad. 

Tal y como detalla el doctor e investigador de la UCM Benjamín Fernández-Gutiérrez, en su artículo ‘Organoides: una poderosa herramienta en evolución’, su formación recrea el proceso de autoorganización de los órganos, permitiendo estudiar procesos biológicos, el desarrollo de enfermedades y la eficacia de nuevos tratamientos.

Aplicaciones en la investigación y la medicina

Con el progreso de la tecnología, los organoides podrían desempeñar un papel fundamental en el avance hacia una medicina personalizada. Una de sus aplicaciones más esperanzadoras radica en la creación de tratamientos diseñados a medida. Al generar organoides a partir de las células de un paciente, se puede analizar cómo reacciona su tejido particular ante distintos fármacos o terapias, lo que facilita la identificación de la opción más eficaz y menos dañina, minimizando riesgos y efectos adversos antes de administrar el tratamiento al paciente.

Este enfoque tiene un impacto significativo en campos como el cáncer, las enfermedades raras y los trastornos genéticos, donde las respuestas a los medicamentos pueden diferir notablemente de un individuo a otro. 

Los organoides permiten prever cómo reaccionará un paciente a un fármaco antes de que comiencen los ensayos clínicos. En el caso específico de las enfermedades raras, que suelen contar con pocos pacientes y modelos animales insuficientes para reflejar la patología, los organoides derivados de las personas afectadas ofrecen una valiosa herramienta para examinar las particularidades de la enfermedad en sí y experimentar con nuevas terapias en el laboratorio, sin requerir una gran cantidad de participantes.

Además, los organoides abren un abanico de posibilidades en la regeneración de tejidos y podrían convertirse en un elemento esencial para el futuro de los trasplantes personalizados. Aunque actualmente no tienen el tamaño ni la complejidad necesarios para reemplazar órganos enteros, los avances biotecnológicos están haciendo viable su uso para reparar tejidos deteriorados.

Otro ámbito en el que destacan es el estudio del desarrollo y la evolución de enfermedades como el cáncer, los trastornos neurodegenerativos y las afecciones genéticas. Al producirlos a partir de células de pacientes, se puede investigar la patología en un contexto individualizado. Asimismo, hacen posible evaluar la eficacia y la toxicidad de medicamentos antes de pasar a ensayos clínicos en humanos, lo que reduce costes y mejora la capacidad de anticipar resultados terapéuticos. Generar organoides con células de un paciente permite determinar qué tratamientos serían más beneficiosos y con menor impacto negativo, optimizando así la atención sanitaria.

Organoides e Inteligencia Artificial 

El análisis de organoides con algoritmos de IA está acelerando el descubrimiento científico y la comprensión de los mecanismos biológicos. La IA puede procesar grandes volúmenes de datos obtenidos de organoides para identificar patrones, optimizar ensayos de fármacos y mejorar la personalización de tratamientos. Esto ya ha permitido reducir el número de ensayos realizados en animales.

A pesar de su enorme potencial, los organoides presentan desafíos, como la necesidad de protocolos estandarizados para su cultivo y la verificación de su fidelidad al tejido humano real. 

El avance en esta tecnología promete transformar la investigación médica y la atención sanitaria, proporcionando herramientas más precisas y eficaces para el estudio de enfermedades y el desarrollo de nuevas terapias.

Dilema ético

El rápido avance científico y tecnológico exige una constante revisión de las directrices éticas, según explican los expertos de HN Hospitales. En el caso de los organoides, al ser una técnica reciente, sus implicaciones éticas aún no han sido ampliamente analizadas. Surgen dilemas, especialmente respecto al origen de las células utilizadas, como los embriones humanos, así como sobre el almacenamiento en biobancos y su uso en la clínica. Además, las aplicaciones comerciales plantean interrogantes sobre la propiedad y el manejo legal del material biológico. 

Además, explican que los científicos han desarrollado mini-cerebros u organoides cerebrales, que, aunque más pequeños y con diferencias estructurales y funcionales, se asemejan a los de un feto de 20 semanas. Estos organoides presentan conexiones neuronales y actividad eléctrica, lo que plantea la posibilidad de que en el futuro puedan desarrollar algún grado de sensibilidad. Si llegaran a experimentar sensaciones o dolor, sería imprescindible abrir un debate ético sobre su uso en la investigación y la práctica clínica. 

Para garantizar un uso responsable, es fundamental asegurar el consentimiento informado de los donantes y establecer sólidas políticas de privacidad, por ejemplo, su integración con la IA plantea cuestiones éticas sobre privacidad de datos y estandarización, concluyen los expertos de HN Hospitales.