Los «avatares» del intestino humano arrojan luz sobre una enfermedad parasitaria desatendida
La enfermedad de Chagas, causada por el parásito «Trypanosoma cruzi» («T. cruzi»), afecta a millones de personas, sobre todo en Sudamérica, y se está extendiendo a Europa mediante la migración. Clasificada por la Organización Mundial de la Salud como una «enfermedad desatendida»(se abrirá en una nueva ventana), se trata de una infección crónica que puede dañar el corazón y el intestino. El proyecto GUT INSTINCT es importante porque, en la actualidad, solo se trata a los pacientes con Chagas que presentan síntomas cardíacos. Aquellos que solo presentan síntomas intestinales no reciben ningún tipo de tratamiento, a pesar de que se sabe que el intestino es un reservorio del parásito. La neurocientífica y parasitóloga Archie Khan investigó la enfermedad de Chagas digestiva en el Reino Unido. Posteriormente, gracias a una beca de dos años de las Acciones Marie Skłodowska-Curie(se abrirá en una nueva ventana) para el proyecto GUT INSTINCT, se incorporó al laboratorio de Maxime Mahé en el Instituto Nacional de Salud e Investigación Médica de Francia(se abrirá en una nueva ventana) (INSERM), de la Universidad de Nantes. Mahé fue pionero en el desarrollo de organoides intestinales humanos: unas agrupaciones tridimensionales de células que imitan la estructura y las funciones del intestino.
Los organoides intestinales humanos imitan el intestino
Los organoides se cultivan a partir de células madre humanas que se guían químicamente para que se conviertan en tejido intestinal. «Les decimos a las células en qué deben convertirse. Ahí es donde ocurre la magia: las células, en algún momento, saben qué hacer y se organizan en esa estructura», explica Mahé. Mahé describe estas estructuras como «avatares». «Es un modelo. No estamos recreando un órgano», señala. «Parece una pequeña masa de células, de aproximadamente un milímetro, en la placa de Petri». Se pueden añadir componentes adicionales, como los nervios entéricos —los nervios incrustados en la pared intestinal—. El parecido con el tejido humano real se valida mediante bases de datos como el Atlas Celular Humano(se abrirá en una nueva ventana).
El uso de organoides para estudiar las enfermedades infecciosas
Khan logró integrar con éxito células inmunitarias —concretamente, macrófagos, la primera línea de defensa del organismo— en la plataforma de organoides ya existente de Mahé. «Mi objetivo era imitar el sistema nervioso y las células inmunitarias del intestino para intentar comprender cómo se comunican entre sí para controlar la infección», explica. Khan señala: «Es una novedad en este campo». Aunque ya se habían observado algunas interacciones intestinales, como en el proyecto Organoid, financiado con fondos europeos, nadie había logrado reunir los tres componentes —tejido intestinal, nervios y células inmunitarias— en un único modelo humano adecuado para estudiar la infección. A continuación, Khan introdujo parásitos de «T. cruzi» en el sustituto de laboratorio. Mediante microscopía, observó cómo invadían las células, se multiplicaban y se propagaban a las células vecinas. «Fue maravilloso ver cómo estos parásitos invadían el modelo de organoide intestinal tal y como lo harían en un intestino real», añade.
Posibles canales de comunicación
La mayor sorpresa fue su descubrimiento de que los macrófagos expresaban receptores de células nerviosas que normalmente pertenecen a las neuronas —las células nerviosas que se comunican mediante señales químicas o eléctricas—. Esto sugiere la existencia de un canal de comunicación entre los sistemas inmunitario y nervioso del intestino que el parásito podría aprovechar como puerta de entrada para establecer la infección. «Fue absolutamente impactante», comenta Khan. «Hasta ahora, estos receptores neuronales en los macrófagos solo se habían observado en modelos de ratón. No esperábamos observar esto en un modelo "in vitro"». Mahé explica: «Es un adelanto», y añade que el sistema podría adaptarse para estudiar otras enfermedades parasitarias e infecciosas. No obstante, reconoce que no puede sustituir por completo a los modelos animales. Gracias a su trabajo pionero sobre lo que ella denomina «un aspecto desatendido de una enfermedad desatendida», Khan consiguió un puesto fijo en el INSERM, un logro poco habitual tras completar una beca posdoctoral. Ahora quiere investigar exactamente cómo se comunican los nervios y las células inmunitarias del intestino para controlar el curso de la infección.
