En recerca, per tal d’obtenir resultats aplicables als éssers humans, és necessari que els models utilitzats siguin el més similar possible a nosaltres. Ara, investigadors d’IrsiCaixa –centre impulsat conjuntament per la Fundació "la Caixa" i el Departament de Salut de la Generalitat de Catalunya– i l'Institut de Biologia Evolutiva (IBE) –un centre mixt de la UPF i el Consell Superior d'Investigacions Científiques (CSIC)– inicien un projecte amb organoids de pulmó i cervell, mini-òrgans dissenyats al laboratori, que permetran simular una infecció pel SARS-CoV-2 el més real possible.

L’estudi es durà a terme amb virus SARS-CoV-2 obtinguts directament de pacients, una alternativa que substitueix els virus artificials –modificats per evitar la seva replicació– àmpliament utilitzats al laboratori i que reflecteix millor la realitat de la infecció. Aquesta estratègia és possible gràcies a les instal·lacions del CMCiB –centre de l’IGTP–, que compta amb unes instal·lacions de nivell de contenció biològica 3 (NCB3), que recentment ha adequat per equipar i oferir les estrictes condicions de bioseguretat complementàries per treballar amb SARS-CoV-2 de pacients. Això posiciona el CMCiB com el segon centre de Catalunya on es treballa amb “virus reals” de SARS-CoV-2.

Dur a terme aquest projecte col·laboratiu permetrà al personal investigador descriure millor el funcionament del SARS-CoV-2 en el cos humà, concretament al teixit cerebral i pulmonar.

L’objectiu final és estudiar com aquest virus afecta als òrgans humans i l’efectivitat de diversos fàrmacs per aturar la infecció. Això es podrà portar a la pràctica gràcies a l’ús de la Intel·ligència Artificial (IA), que permetrà determinar el grau d’afectació dels mini-òrgans per la infecció i el paper dels fàrmacs en cada cas.

Els organoids com a model humà en recerca

Els organoids, ja utilitzats prèviament en recerca, són mini-òrgans amb una mida de pocs mil·límetres. En general, aquests es generen a partir de cèl·lules mare que tenen el potencial de formar qualsevol òrgan humà. En aquest cas, es convertiran en pulmó i cervell.

Seguint el concepte de les 3R, els organoids permeten avançar en la recerca i es presenten com a models alternatius per fer front als diferents reptes biomèdics. És a dir, permeten reemplaçar els models animals que s’haurien utilitzat per desenvolupar els estudis. El projecte que inicien els investigadors d’IrsiCaixa i l'IBE se centrarà en generar mini-pulmons i mini-cervells al laboratori a partir de cèl·lules mare. Aquests mini-òrgans sans seran infectats pel SARS-CoV-2 i s’avaluarà el seu grau de deteriorament.

Prèviament, se’ls hi haurà administrat fàrmacs potencialment efectius contra el virus i es farà un seguiment per tal de valorar si aquests fàrmacs han pogut evitar la replicació del virus. “Analitzarem l’efecte de la infecció en cèl·lules humanes mitjançant tècniques moleculars. A més a més, utilitzarem fotografies microscòpiques dels organoids a cada fase del procés d’infecció, les quals utilitzarem per monitoritzar l’evolució de la infecció mitjançant un algorisme d’Intel·ligència Artificial dissenyat en col·laboració amb el Dr. Lao del CNAG-CRG. Així, aquest sistema reconeixerà patrons d’infecció i podrem valorar ràpidament quins són els fàrmacs que estan funcionant millor”, avança la Dra. Sandra Acosta, investigadora a càrrec del projecte a l'IBE. 

Dur a terme aquest projecte col·laboratiu permetrà al personal investigador descriure millor el funcionament del SARS-CoV-2 en el cos humà, concretament al teixit cerebral i pulmonar. Detallar el procés que segueix el virus a l’hora d’infectar aquests òrgans humans és clau per poder dissenyar vacunes més efectives i trobar tractaments eficaços contra el SARS-CoV-2.

Més informació a la web de l’IrsiCaixa.