Hepatocitos a partir de fibroblastos de pacientes para el estudio de enfermedades hepáticas idiosincrásicas

Proyecto realizado por investigadores del Centro de Investigación Biomédica en Red en Enfermedades Hepáticas y Digestivas (CIBEREHD). Esta herramienta facilita la generación de células hepáticas de pacientes por reprogramación directa de fibroblastos

El estudio de afecciones hepáticas cuando estas tienen un fuerte componente idiosincrásico, y el desarrollo de nuevas estrategias terapéuticas para ellas, es muy difícil de abordar usando células "normales". Idealmente serían las células hepáticas del propio paciente, las óptimas para estudiar su proceso patológico y examinar de forma masiva in vitro posibles estrategias terapéuticas por high throughput screening. Pero ello no es posible por obvias razones y rara vez se tiene acceso a tejido hepático del paciente del que aislar células viables y cultivarlas.

Investigadores del Centro de Investigación Biomédica en Red en Enfermedades Hepáticas y Digestivas (CIBEREHD) del grupo del doctor José Vicente Castell de la Unidad de Hepatología Experimental en el Instituto de Investigación Sanitaria La Fe de Valencia (IIS La Fe), han logrado desarrollar una estrategia biotecnológica singular que permite reprogramar células somáticas del paciente a células con fenotipo hepático, de manera simplificada y reproducible, y al tiempo de manera rápida y accesible.


Los autores, en un estudio recientemente publicado en Stem Cell Research & Therapeutics, partiendo de fibroblastos humanos obtenidos de pacientes con enfermedades metabólicas, han obtenido una línea continua de fibroblastos, que, pueden ser expandidos sin entrar en senescencia y diferenciados a fenotipo hepático a voluntad, en un momento dado, transdiferenciándose a hepatocitos cuando se cultivan en un medio de específico que induce un proceso de quiescencia y posterior diferenciación.


Las condiciones de transdiferenciación no requieren de una infraestructura compleja ni medios costosos y permite obtener hepatocitos de un paciente en escasos 8-10 días. Esta nueva estrategia abre la puerta a la obtención de células hepáticas a partir de fibroblastos de cualquier paciente.


"La clave de esta estrategia ha consistido en integrar en un mismo vector de transducción, tres factores transcripcionales clave en la expresión del fenotipo hepático HNF4A, HNF1A y FOXA3, precedidos por un promotor regulable por doxiciclina, seguidos de la expresión de la proteína fluorescente GFP, que permite monitorizar el proceso. De esta manera es posible, en unas condiciones de cultivo permitir la expansión celular y en otras inducir a voluntad la diferenciación hepática", señala R. Bort investigador que ha llevado a cabo esta investigación.

El modelo celular desarrollado se comporta como los hepatocitos
Ramón Santamaría, doctorando del grupo y activamente implicado en este desarrollo destaca que "los hepatocitos obtenidos re-expresan funciones hepáticas tales como como síntesis y secreción de albumina y α1-antitripsina, síntesis y secreción de ácido glutámico, síntesis de glucógeno y la expresión de múltiples genes típicamente hepáticos. Así mismo, son capaces de colonizar el hígado de ratones inmunosuprimidos sin inducir la formación de tumores".

Estudio de la toxicidad idiosincrásica por medicamentos


El Grupo de Hepatología Experimental del IIS La Fe, pionero en nuestro país y en el mundo, del cultivo de hepatocitos humanos a partir de biopsias hepáticas humanas da con esta estrategia un paso muy relevante, para poder "crear" hepatocitos de un determinado paciente.


Implicado el Grupo en el estudio de la toxicidad hepática medicamentos desde hace varias décadas y con una extensa producción científica, en opinión del doctor Castell, su responsable, "reproducir in vitro la singularidad, idiosincrásica, de un paciente para poder estudiar su particular comportamiento, ha sido un objetivo casi imposible hasta ahora en particular en lo que se refiere al estudio del DILI (daño hepático por medicamentos) idiosincrásico.
Gracias a esta estrategia, se hace factible y realizable, el generar hepatocitos de un paciente, con una determinada patología o susceptibilidad, a partir de células mucho más fácilmente accesibles que las del propio hígado, y al tiempo poderlas conservar y volver a generarlas para futuros estudios".


Los investigadores señalan que esta tecnología es también aplicable a otros tipos celulares que pueden obtenerse de los pacientes por procedimientos mínimamente invasivos (células mononucleadas de la sangre o células epiteliales del tracto urinario, presentes en la orina), lo que le confiere un gran potencial y es objeto de desarrollo actual en el laboratorio.

La investigación forma parte de los objetivos que el grupo tiene dentro del Proyecto Europeo "EU-ToxRisk" de la Unión Europea dentro del Programa Horizonte 2020.