Primer trasplante en cerdos de riñones porcinos modificados con organoides renales humanos

Un equipo de investigación liderado por el Instituto de Bioingeniería de Cataluña (IBEC), en colaboración con el Instituto de Investigación Biomédica de A Coruña (INIBIC) y grupos de investigación internacionales, ha desarrollado una tecnología pionera que permite producir organoides renales humanos de manera escalable, combinarlos con riñones de cerdo fuera del cuerpo y trasplantarlos de nuevo al mismo animal,  evaluando su viabilidad después del trasplante. 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.

Este trabajo, liderado por la Dra. Núria Montserrat, investigadora principal en el IBEC en el momento del estudio y actual consejera del Departamento de Investigación y Universidades de la Generalidad de Cataluña, es el resultado de una trayectoria científica de más de una década dedicada a la medicina regenerativa y a la bioingeniería de órganos. Fruto de esta línea de investigación sostenida, 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 monitorear en tiempo real su integración y función.

"Nuestra investigación demuestra que la combinación de tecnologías de organoides y perfusión ex vivo puede permitir intervenciones celulares en condiciones totalmente controladas." explica la Dra. Montserrat. "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."

Una tecnología escalable y segura

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 para producir miles de estos organoides renales humanos, utilizando técnicas de microagregación e ingeniería genética.

"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 conseguir producir estos organoides 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.", añade la Dra. Elena Garreta, investigadora senior del grupo de Puripotencia para la regeneración de órganos del IBEC y co-primera autora del estudio.

Por otro lado, 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.

Hacia la regeneración de órganos antes del trasplante

Según los autores y las autoras, 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 Instituto de Investigación Biomédica de A Coruña (INIBIC), la Organización Nacional de Trasplantes (ONT) y otras instituciones, como el Instituto de Salud Carlos III (ISCIII), ha sido esencial para trasladar la investigación a un entorno quirúrgico realista y preclínico.

Un trabajo colaborativo y de gran impacto

El artículo, titulado "Systematic production of human kidney organoids for transplantation in porcine kidneys during ex vivo machine perfusion" ha sido fruto de la colaboración entre el IBEC, el CIBER-BBN, el INIBIC, la ONT, la UB, el Instituto de Investigación Sanitaria de Navarra, el Instituto de Investigación Biomédica de Málaga, la Universidad de California, el Center for Bioengineering and Tissue Regeneration de California,  el Instituto de Investigación en Ciencias de la Alimentación (CSIC-UAM), el University Medical Center Groningen, University Hospitals Leuven, el National Center of Microbiology (ISCIII), el Instituto de investigación Sanitaria HM Hospitales, la University of Leuven, el CIBERONC y el Networking Biomedical Research Center in Bioengineering. El trabajo también ha contado con la participación de EBERS Medical Technology SL, la empresa desarrolladora de las máquinas de perfusión utilizadas.

La Dra. Elena Garreta es también profesora asociada en el Departamento de Biología Celular, Fisiología e Inmunología de la Universidad de Barcelona (UB).

Artículo Original

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

Sobre el IBEC

El Instituto de Bioingeniería de Cataluña (IBEC) es un centro CERCA, tres veces reconocido como Centro de Excelencia Severo Ochoa, y con el sello, desarrollador de tecnología y facilitador de empresas. El IBEC es miembro del Instituto de Ciencia y Tecnología de Barcelona (BIST) y realiza una investigación multidisciplinar de excelencia en la frontera entre la ingeniería y las ciencias de la vida para generar conocimiento, integrando campos como la nanomedicina, la biofísica, la biotecnología, la ingeniería de tejidos y las aplicaciones de las tecnologías de la información en el campo de la salud. El IBEC fue creado en 2005 por la Generalidad de Cataluña, la Universidad de Barcelona (UB) y la Universidad Politécnica de Cataluña (UPC).