Estratègia pionera per a l'obtenció no invasiva d'hepatòcits de pacients individuals per a estudis farmacotoxicològics hepàtics

La Unitat Mixta d'Investigació en Hepatologia Experimental de l'Institut d'Investigació Sanitària La Fe (IIS La Fe), que forma part del Centre d'Investigació Biomèdica en Xarxa (CIBER) en les seues àrees de Malalties Hepàtiques i Digestives (CIBEREHD) i de Bioingeniería, Biomaterials i Nanomedicina (CIBER-BBN), ha desenvolupat una estratègia singular que permet la generació il·limitada de cèl·lules homogènies i no transformades similars a hepatòcits, a partir de fibroblasts del pacient, capaços de realitzar funcions hepàtiques típiques i de reproduir el fenotip i idiosincràsia dels hepatòcits del fetge d'aqueix mateix pacient. Els hepatòcits són cèl·lules que es troben únicament en el fetge i que exerceixen funcions metabòliques pròpies d'aquest òrgan.

Aquest procediment, robust, reproduïble, de baix cost i de curta duració, es va concebre inicialment per a abordar l'estudi de la toxicitat hepàtica idiosincràtica per medicaments (la més freqüent i la més difícil de mimetitzar amb models experimentals in vitro), podria aplicar-se també a l'estudi funcional d'altres malalties hepàtiques, com a trastorns hepàtics metabòlics hereditaris i al garbellat de fàrmacs terapèutics. 

El treball, publicat en Stem Cell Research and Therapy, descriu l'ús d'un vector policistrònic, induïble per doxiciclina, que expressa alhora tres factors clau en la diferenciació de cèl·lules somàtiques a hepatòcits (HNF4A, HNF1A i FOXA3). Així doncs, introduït en fibroblasts humans que prèviament han sigut transduits amb la transcriptasa inversa de telomerasa humana (hTERT) per a fomentar la seua capacitat proliferativa sense envelliment ni transformació tumoral. D'aquesta manera, els fibroblasts resultants es poden mantindre i amplificar en medis de cultiu convencionals en condicions estàndard, sense signes de senescència. 

Estimulats amb doxiciclina, afegida al mitjà, en tan sols 10 dies els fibroblasts hTERT immortalitzats, adquireixen un fenotip d'hepatòcit adult en condicions de cultiu 2D estàndard, reproduint el fenotip dels seus homòlegs (hepatòcits en el fetge), subratlla el doctor Roque Bort, líder d'aquest projecte.

Un enfocament innovador i aplicable en la clínica

L'estratègia desenvolupada i aplicada pels investigadors (transformació amb hTERT, en lloc d'altres procediments) permet, en primer lloc, una gran amplificació del nombre de cèl·lules sense que s'evidencien signes de senescència cel·lular, Per l'altra, facilita una reprogramació ràpida (10 dies) i eficient dels fibroblasts a hepatòcits funcionals, amb perfils transcriptòmics similars als hepatòcits adults, expressió d'enzims de biotransformació de fàrmacs i comportament anàleg en estudis toxicometabòlics. 

"Aquestes cèl·lules reprogramades es comporten igual que les del fetge del pacient, i la prova d'aqueix concepte s'ha dut a terme en el cas d'un pacient amb dèficit en la producció d’a1 antitripsina per una fallada en el plegament i exportació fora dels hepatòcits. Les cèl·lules reprogramades van mimetitzar in vitro exactament el mateix tipus fenotip de la malaltia del pacient d'origen", ha destacat Guillem García sobre aquesta publicació, que forma part de la seua tesi doctoral.

Els autors sostenen que aquest procediment permet la generació de cèl·lules similars a hepatòcits de pacients amb fenotips patològics específics sense la necessitat de prendre els hepatòcits del propi fetge mitjançant biòpsia. "Els 'hepatòcits' derivats de fibroblasts aïllats de pacients amb disfuncions hepàtiques conserven fidelment les característiques de la malaltia d'origen, la qual cosa permet usar-los en l'estudi d'altres casos de funcionalitat anòmala dels hepatòcits, com és la toxicitat idiosincràtica per medicaments. 

En la Unitat d’Hepatología Experimental, dirigida pel professor Josep V. Castell, s'estudien els fenòmens hepatotòxics per medicaments en hepatòcits humans des de fa diverses dècades, amb important repercussió internacional. "Fins ara s'hem utilitzat hepatòcits "normals" per a estudiar fenòmens d’hepatotoxicitat singulars, idiosincràtics. Aquesta tècnica, que per la seua eficiència i curta duració és compatible amb les necessitats clíniques de diagnòstic, permetrà ser aplicada al diagnòstic i estudi dels casos greus de toxicitat hepàtica idiosincràtica per medicaments i al temps triar el medicament substitutiu per al pacient sense haver de recórrer als hepatòcits del propi pacient", explica el doctor Castell, qui també és responsable de la Unitat Mixta IIS La Fe-Universitat de València.

Garcia-Llorens, G., Martínez-Sena, T., Pareja, E. et al. A robust reprogramming strategy for generating hepatocyte-like cells usable in pharmaco-toxicological studies. Stem Cell Res Ther 14, 94 (2023). https://doi.org/10.1186/s13287-023-03311-w