En un paso significativo hacia la medicina regenerativa, investigadores de la Universidad de Harvard y colaboradores han presentado organoides pancreáticos «cyborg» que combinan biología y nanoelectrónica para estudiar con precisión sin precedentes cómo maduran las células responsables de regular el azúcar en sangre.
El estudio, liderado por Qiang Li (del laboratorio de Jia Liu en la Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences), publicado en la revista Science y reproducido por el Portal SINC, integra mallas electrónicas estirables y biocompatibles directamente durante el desarrollo de organoides pancreáticos derivados de células madre pluripotentes humanas.
Estas células, conocidas como islotes pancreáticos, contienen principalmente células alfa (productoras de glucagón) y beta (productoras de insulina), cuya secreción hormonal depende de cambios eléctricos en la membrana celular desencadenados por variaciones en la glucosa. Tradicionalmente, observar estos procesos en tiempo real ha sido limitado por técnicas invasivas o de corta duración. La electrónica implantada supera estas barreras: permite monitoreo continuo durante meses, a resolución de célula única, dentro de un tejido tridimensional intacto.
«Implantar y distribuir esta nanoelectrónica en los cuerpos de los organoides en desarrollo nos permite estudiar la dinámica de la electrofisiología a escala celular durante la organogénesis», explican los autores en el artículo publicado en Science.
Los «organoides cyborg» no solo registran la actividad eléctrica espontánea —como picos extracelulares— sino que también permiten estimular las células eléctricamente para modular su respuesta a la glucosa. El equipo ha vinculado estos patrones eléctricos con la expresión genética, analizando cómo responden a compuestos químicos y ritmos circadianos, revelando mecanismos que mejoran la sincronización celular y la sensibilidad al azúcar.
Este enfoque abre vías para descubrir reguladores que potencien la funcionalidad de islotes derivados de células madre, superando limitaciones actuales donde los tejidos cultivados in vitro a menudo no alcanzan la madurez completa necesaria para aplicaciones clínicas.
En un comentario de perspectiva que acompaña la publicación, los expertos Jochen Lang (Universidad de Ottawa, Canadá) y Matthieu Raoux (Universidad de Burdeos, Francia) destacan el potencial transformador: estos sistemas «cyborg» podrían guiar el cultivo de organoides pancreáticos plenamente funcionales, asegurando que alcancen el nivel de madurez requerido antes de trasplantes en pacientes con diabetes tipo 1 o tipo 2.»Esta plataforma proporciona una ruta hacia la ingeniería de islotes humanos totalmente funcionales y ajustables», subrayan los investigadores principales.
