Hígado en chip: Nuevo modelo para trasplante y regeneración

Investigadores del Instituto Terasaki han desarrollado una innovadora plataforma de “tejidoide hepático en chip” vascularizado (LToC, por sus siglas en inglés) que imita las características estructurales, funcionales e inmunológicas clave del tejido hepático humano. Esta herramienta permitirá estudiar la regeneración del hígado y el rechazo inmunomediado de los aloinjertos en un sistema humano fisiológicamente relevante.

El trasplante de hígado sigue siendo la principal opción terapéutica para pacientes con enfermedad hepática en etapa terminal. Sin embargo, el progreso en la comprensión del rechazo del trasplante y la regeneración del tejido se ha visto limitado por la falta de modelos experimentales que reflejen con precisión la arquitectura hepática humana y las interacciones inmunitarias. Los sistemas de cultivo convencionales no logran capturar la organización multicelular, la complejidad vascular y las respuestas inmunitarias dinámicas que rigen los resultados del trasplante, lo que limita su relevancia para la investigación traslacional.

Para abordar estas limitaciones, los investigadores del laboratorio del Dr. Vadim Jucaud (VJLabs) diseñaron un tejidoide hepático vascularizado compuesto por células progenitoras hepáticas humanas y células endoteliales de la vena porta intrahepática, obtenidas del mismo donante. Durante la primera semana de cultivo dinámico con perfusión, el tejidoide se autoensambló en una red microvascular perfusable, seguida de una maduración progresiva en un tejidoide similar al hígado durante un período de cultivo de 49 días.

Utilizando esta plataforma, el equipo de investigación demostró una viabilidad tisular sostenida, la preservación de la integridad vascular y una función hepática activa, incluyendo la secreción de albúmina, urea, factores del complemento y factor de crecimiento hepatocítico. El tejidoide hepático maduro contenía múltiples poblaciones celulares relevantes para el hígado, incluyendo hepatocitos, colangiocitos, células de Kupffer, células estrelladas y células endoteliales, reflejando estrechamente la diversidad celular del hígado humano nativo.

La plataforma LToC se probó además para modelar el rechazo inmunomediado del aloinjerto mediante la perfusión del tejidoide maduro con células T alogénicas. Esta exposición indujo características distintivas del rechazo celular, incluyendo una reducción de la viabilidad tisular, la interrupción endotelial, la pérdida de marcadores hepáticos, un aumento de la expresión de HLA-I y una pronunciada respuesta de citocinas proinflamatorias. Los niveles elevados de IL-6, TNF-α, IL-1β, IFN-γ, granzima A y B, y perforina reflejaron los patrones de activación inmunitaria observados durante el rechazo clínico del trasplante.

Este tejidoide hepático en chip nos permite recrear aspectos clave de la regeneración hepática y el rechazo inmunomediado dentro de una arquitectura tisular vascularizada relevante para el ser humano.

Dr. Abdul Rahim Chethikkattuveli Salih, primer autor de la publicación

“Al integrar la vasculatura funcional, múltiples tipos de células hepáticas y la respuesta inmunitaria en una sola plataforma, este sistema nos permite estudiar la biología del trasplante de una manera más fisiológicamente significativa”, añadió el Dr. Vadim Jucaud, Investigador Principal y Profesor Asistente en el Instituto Terasaki. “Este enfoque tiene el potencial de apoyar la evaluación de fármacos inmunosupresores y avanzar hacia estrategias más personalizadas para el trasplante de hígado.”

Este trabajo contribuye al legado del Dr. Paul I. Terasaki en la investigación del trasplante de órganos, con el objetivo general de mejorar la calidad de vida de los pacientes trasplantados.

“El Dr. Terasaki creía que la innovación significativa en el trasplante siempre debe estar impulsada por su potencial para mejorar la vida de los pacientes”, dijo el Dr. Jucaud. “Como uno de los últimos estudiantes de doctorado formados por el Dr. Paul I. Terasaki, continuar con su visión, a través de la ciencia traslacional e innovadora que une la ingeniería, la inmunología y el trasplante, tiene un profundo significado personal para mí.”

Este compromiso continúa en el Instituto Terasaki, donde el avance de tecnologías traslacionales centradas en el paciente sigue siendo un principio rector y un homenaje al impacto duradero del Dr. Terasaki en el campo.