Un equipo español liderado por el Instituto de Bioingeniería de Cataluña (IBEC), con participación del Instituto de Salud Carlos III (ISCIII) y grupos de investigación internacionales, ha desarrollado una tecnología pionera que permite producir organoides renales humanos -mini riñones fabricados en laboratorio- de manera escalable, introducirlos en riñones de cerdo y trasplantar el riñón de manera autóloga en el mismo animal, evaluando su viabilidad y funcionabilidad después del trasplante.

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El estudio, que se encuentra en fase preclínica, confirma la seguridad y viabilidad del procedimiento, abriendo la puerta a futuros ensayos en contextos clínicos -en pacientes-. A largo plazo, esta aproximación podría contribuir a alargar la vida útil de los órganos destinados al trasplante y ofrecer una alternativa terapéutica para enfermos renales crónicos.

Un organoide de riñón es una estructura tridimensional, de unas micras de tamaño, cultivada en el laboratorio a partir de células madre humanas. Aunque no es un órgano completo, reproduce muchas de sus estructuras y funciones principales. Gracias a estas características, los organoides permiten estudiar cómo se desarrolla el riñón, probar nuevos fármacos y, en el futuro, se espera que puedan ser utilizados para reparar tejidos renales dañados o mejorar órganos destinados al trasplante. El estudio describe, por primera vez, un método sistemático y escalable de ingeniería genética para producir miles de estos organoides renales humanos.

Los resultados son fruto del trabajo de más de una década dedicada a estudios de medicina regenerativa y bioingeniería de órganos. El equipo de investigación ha conseguido combinar por primera vez organoides renales humanos con riñones porcinos vivos, conectados a máquinas de perfusión normotérmica. El uso de estos dispositivos, utilizados habitualmente en el quirófano para mantener el órgano vivo y oxigenado fuera del cuerpo antes de un transplante, ha permitido insertar organoides humanos dentro de los riñones porcinos y evaluar en tiempo real su integración y función.
 

El estudio, publicado en la revista Nature Biomedical Engineering, representa un hito en el campo de la medicina regenerativa y personalizada, estableciendo las bases para la utilización de organoides de riñón derivados de células madre humanas para terapia celular en ensayos clínicos. El trabajo está liderado por la doctora Núria Montserrat, investigadora ICREA en el IBEC, coordinadora de la Plataforma ISCIII de Biobancos y Biomodelos en el momento del estudio, y actual consejera del Departamento de Investigación y Universidades de Cataluña.

Elena Garreta, investigadora senior del grupo de Puripotencia para la regeneración de órganos del IBEC y actual coordinadora de la Plataforma de Biobancos y Biomodelos del ISCIII, es co-primera autora del estudio, en el que ha participado el grupo de Jordi Cano en el Centro Nacional de Microbiología (CNM) del ISCIII. Además, también participan las Áreas de Bioingeniería y de Cáncer del Centro de Investigación Biomédica en Red (CIBER) del Instituto. Para la investigación se ha utilizado el biobanco nacional de células madre del ISCIII, que también ha impulsado el estudio aportando una financiación de más de 3,2 millones de euros a través de diferentes ayudas en convocatorias -Plataformas, Redes, grupos CIBER y contratos Sara Borrell- de la Acción Estratégica en Salud (AES).

El investigador del ISCIII explica que desde el Centro Nacional de Microbiología “se han hecho los estudios inmunológicos que han determinado que los organoides humanos no inducen la respuesta inmunitaria en el receptor del trasplante. No hemos detectado efectos adversos ni inmunogenicidad, lo que supone que el uso de organoides para trasplantes es seguro”.

Según añade Jordi Cano, hasta ahora sólo se habían llevado a cabo estudios en modelos experimentales de ratón y rata: “Combinar xenotrasplantes con organoides humanos es un hito. Producir organoides de riñón de manera consistente, a gran escala, utilizando un modelo de cerdo mas similar al humano y de manera asequible, acerca la posibilidad de futuros ensayos en personas”. A su juicio, se abre la puerta a un futuro de posibilidades, "en el que los organoides podrían ayudar a prevenir el rechazo en algunos trasplantes, reducir efectos secundarios en las terapias inmunosupresoras, y utilizar órganos de donantes que se actualmente descartan por no cumplir ciertas condiciones clínicas".
 

La autora principal del trabajo, la doctora Montserrat, explica que la investigación demuestra que la combinación de tecnologías de organoides y perfusión ex vivo puede permitir intervenciones celulares en condiciones totalmente controladas: "El objetivo a largo plazo es poder regenerar o reparar un órgano antes del trasplante. Esto podría reducir el tiempo de espera de los pacientes crónicos y aumentar el número de órganos viables para el trasplante."

La doctora Elena Garreta, investigadora senior del grupo de Puripotencia para la regeneración de órganos del IBEC, co-primera autora del estudio y actual coordinadora de la Plataforma de Biobancos y Biomodelos del ISCIII, añade: "A pesar del gran potencial clínico de los organoides, hasta ahora uno de los grandes retos para aplicar esta tecnología en tratamientos médicos reales era producirlos de manera escalable, uniforme y asequible. Ahora, con nuestro nuevo método, podemos generar miles de organoides renales en condiciones controladas y en poco tiempo, con una gran precisión y sin necesidad de componentes complejos. Esto abre la puerta a aplicaciones como la detección de fármacos o el estudio de enfermedades”.

Una tecnología escalable y segura: hacia la regeneración de órganos antes del trasplante

La utilización de las máquinas mencionadas, para llevar a cabo la perfusión de los organoides dentro de los riñones, ofrece una ventaja clave: permite medir parámetros fisiológicos del órgano en tiempo real y detectar de manera inmediata cualquier signo de daño o rechazo. Los experimentos se realizaron tanto ex vivo (fuera del organismo) como in vivo (en el mismo animal), utilizando un modelo porcino de trasplante muy similar al riñón humano.

El equipo de investigación observó que, después de 24 y 48 horas del trasplante, los organoides humanos persistían integrados en el tejido renal porcino, mantenían su viabilidad y no desencadenaban ninguna respuesta inmune significativa. El riñón trasplantado continuaba funcionando con normalidad, y no se detectaron signos de daño ni toxicidad.

Esta metodología permite imaginar un escenario clínico en el que los órganos destinados al trasplante puedan ser tratados y acondicionados antes de implantarlos. En este contexto, la colaboración con el ISCIII, la Organización Nacional de Trasplantes (ONT), el Instituto de Investigación Biomédica de A Coruña (INIBIC y otras instituciones, ha sido esencial para trasladar la investigación a un entorno quirúrgico realista y preclínico.
 

• Referencia del artículo: Elena Garreta, Daniel Moya-Rull, Alberto Centeno, Andrés Marco, Asier Ullate-Agote, Gaia Amato, Carlos J. Aranda, Roger Oria, Daniel Lozano-Ojalvo, Merel B. F. Pool, Tim L. Hamelink, Idoia Lucía Selfa, Federico González, Carolina Tarantino, Alejandro Montero Salinas, Patricia López San Martín, Priyanka Koshy, Aleix Gavaldà-Navarro, Amaia Vilas-Zornoza, Juan R. Rodríguez-Madoz, Antón Fernández García, Inmaculada Marquez-Leiva, Henri G. D. Leuvenink, Cristobal Belda-Iniesta, Maarten Naesens, Beatriz Dominguez-Gil, Marcelino González-Martín, Javier Rodríguez-Rivera, Jordi Ochando, Felipe Prosper, Cyril Moers & Nuria Montserrat. Systematic production of human kidney organoids for transplantation in porcine kidneys during ex vivo machine perfusion. Nature Biomedical Engineering (2025). DOI: 10.1038/s41551-025-01542-1.