En investigación, para obtener resultados aplicables a los seres humanos, es necesario que los modelos usados sean lo más similar posible a nosotros. Ahora, investigadores de IrsiCaixa –centro impulsado conjuntamente por la Fundación "la Caixa" y el Departamento de Salud de la  Generalitat de Catalunya– y el Instituto de Biología Evolutiva (IBE) –un centro mixto de la Universidad Pompeu Fabra y el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC)– inician un proyecto con organoides de pulmón y cerebro, mini-órganos diseñados en el laboratorio, que permitirán simular una infección por el SARS-CoV-2 lo más real posible. 

El estudio se llevará a cabo con virus SARS-CoV-2 obtenidos directamente de pacientes, una alternativa que substituye a los virus artificiales –modificados para evitar su replicación– ampliamente usados en el laboratorio y que refleja mejor la realidad de la infección. Esta estrategia es posible gracias a las instalaciones del CMCiB –centro del IGTP–, que cuenta con unas instalaciones de nivel de contención biológica 3 (NCB3), que recientemente ha adecuado para equipar y ofrecer las estrictas condiciones de bioseguridad complementarias para trabajar con SARS-CoV-2 de pacientes. Esto posiciona al CMCiB como el segundo centro de Cataluña donde se trabaja con “virus reales” de SARS-CoV-2.

Llevar a cabo este proyecto colaborativo permitirá al personal investigador describir mejor el funcionamiento del SARS-CoV-2 en el cuerpo humano, concretamente en el tejido cerebral y pulmonar. 

El objetivo final es estudiar cómo este virus afecta a los órganos humanos y la efectividad de varios fármacos para frenar la infección. Esto se podrá llevar a la práctica gracias al uso de Inteligencia Artificial (IA), que permitirá determinar el grado de afectación de los mini-órganos para infección y el papel de los fármacos en cada caso.

Los organoides como modelo humano en investigación

Los organoides, ya utilizados previamente en investigación, son mini-órganos con un tamaño de pocos milímetros. En general, estos se generan a partir de células madre que tienen el potencial de formar cualquier órgano humano. En este caso, se convertirán en pulmón y cerebro.

Siguiendo el concepto de las 3R, los organoides permiten avanzar en la investigación y se presentan como modelos alternativos para hacer frente a los diferentes retos biomédicos. Es decir, permiten reemplazar los modelos animales que se habrían utilizado para desarrollar los estudios. El proyecto que inician los investigadores de IrsiCaixa y el IBE se centrará en generar mini-pulmones y mini-cerebros en el laboratorio a partir de células madre.

Estos mini-órganos sanos serán infectados por el SARS-CoV-2 y se evaluará su grado de deterioro. Previamente, se les habrá administrado fármacos potencialmente efectivos contra el virus y se hará un seguimiento para valorar si estos fármacos han podido evitar la replicación del virus. "Analizaremos el efecto de la infección en células humanas mediante técnicas moleculares. Además, utilizaremos fotografías microscópicas de los organoides en cada fase del proceso de infección, las cuales utilizaremos para monitorizar la evolución de la infección mediante un algoritmo de Inteligencia Artificial diseñado en colaboración con el Dr. Lao del CNAG-CRG. Así, este sistema reconocerá patrones de infección y podremos valorar rápidamente cuáles son los fármacos que están funcionando mejor", avanza la Dra. Sandra Acosta, investigadora a cargo del proyecto en el Instituto de Biología Evolutiva.

Llevar a cabo este proyecto colaborativo permitirá al personal investigador describir mejor el funcionamiento del SARS-CoV-2 en el cuerpo humano, concretamente en el tejido cerebral y pulmonar. Detallar el proceso que sigue el virus a la hora de infectar estos órganos humanos es clave para poder diseñar vacunas más efectivas y encontrar tratamientos eficaces contra el SARS-CoV-2.

Más información en la web de IrsiCaixa.