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Respuesta:
Las células están divididas en compartimentos y orgánulos que cooperan en el funcionamiento celular, y las células a su vez se organizan para formar tejidos. En este apartado trataremos cómo los tejidos se organizan para formar órganos. Un órgano es una asociación de tejidos que constituye una unidad funcional en un organismo. Un animal posee una gran variedad de órganos, cada uno de los cuales realiza sus propias funciones. Si se compara a un organismo pluricelular con una célula eucariota se observa que la compartimentación del trabajo es un hecho que se repite, pero a diferente escala. En la célula eucariota son los orgánulos los que se especializan en una o varias funciones, en un organismo son los órganos.
En este apartado de Organografía Animal vamos a estudiar los órganos de los vertebrados, sobre todo los de mamíferos (Figura 1), que son quizá los vertebrados más estudiados y mejor conocidos por sus evidentes repercusiones en el conocimiento de los órganos de humanos y sus implicaciones en la salud. A veces el concepto de órgano constriñe la definición de unidad funcional y entonces hablamos de sistema o aparato. Un sistema o aparato, por ejemplo el sistema sanguíneo, es un conjunto de estructuras, algunas de ellas órganos, que realizan un conjunto de funciones características en el organismo. Como en otros muchos aspectos de la biología, es difícil establecer los límites y las funciones precisas de un órgano o de un sistema, por lo que el número de sus constituyentes o funciones propias puede variar según los autores. Así, los órganos pueden realizar más de una función, pueden compartir funciones con otros elementos del organismo, sus compartimentos funcionales pueden no ser precisos, etcétera.
órganos
Figura 1. Dibujo donde se muestran algunos órganos y los sistemas a los que pertenecen.
Vamos a abordar la organografía animal estudiando los diferentes órganos y sistemas según aparecen en la mayoría de las guías docentes de la asignatura de organografía microscópica animal de las universidades españolas, con algunas modificaciones.
Explicación:
Tiempo y espacio. Dos conceptos inseparables para comprender el Universo y que ahora también definen la clave para lograr células capaces de convertirse en órganos humanos en el interior de animales. Un equipo multicéntrico dirigido por Juan Carlos Izpisúa ha logrado desarrollar un método sencillo y poco costoso con el que se obtienen células de gran calidad y maleabilidad que, insertadas en un lugar concreto del embrión de un animal, dan lugar a tejidos humanos. Es el primer paso necesario para hacer realidad la medicina regenerativa y que a partir de las células de un paciente se consigan injertos listos para trasplantes y tratamientos para enfermedades que hoy no tienen solución.
No es fácil el mundo de la investigación celular. Hace décadas se aislaron las células madre del embrión de un ratón, que eran capaces en el laboratorio o en otro ser vivo de transformarse en cualquier tipo de tejido u órgano, y años después se comprobó que había otras similares en los humanos. Se pensó que podían hacer lo mismo que las murinas. De hecho, hay miles de estudios que tras mucha experimentación publicaron cómo se lograban transformar también esas células en otras más especializadas, como las que hay en el corazón, hígado o cerebro. Sin embargo, los años han ido transcurriendo y nadie en el mundo ha conseguido usar con éxito estas células para tratar enfermedades. ¿Por qué? La explicación viene de la mano del trabajo de Izpisúa, cuyos datos publica la revista Nature, y que promete dibujar un antes y un después en este tipo de investigaciones.
En el embrión de ratón existen dos tipos de células madre, y sólo una de ellas (denominadas naif y que se dan en un primer estadio) son capaces de convertirse en cualquier órgano e incluso dar lugar a otro ser vivo, es decir, son como un lienzo en blanco. Mientras que las otras (epiblastos, que se dan un poco más tarde en el embrión) son como un boceto, lo que limita su uso. Sin embargo, en el embrión humano no ocurre lo mismo. Sólo se han podido extraer y cultivar las segundas, aquellas que ya tienen un boceto marcado en su ADN (epiblastos) por lo que no tienen esa capacidad de transformación. "El problema era encontrar los factores adecuados para mantener las células madre embrionarias in vitro, porque si no las mantienes adecuadamente se diferencian y adquieren características de las epiblásticas", señala a EL MUNDO Izpisúa, director del Laboratorio de Expresión Génica del Instituto Salk en La Jolla, California.
El equipo de Izpisúa ha desarrollado esos factores, es decir, un cóctel molecular con el que rociar a las células epiblásticas para forzar un cambio y conseguir otro tipo de células que ya no tienen ese boceto impreso sino que son como un lienzo en blanco. Las bautizadas como células humanas pluripotentes de región selectiva (rsPSCs, según sus siglas en inglés) son el ingrediente principal que muchos científicos estaban buscando para crear órganos a la carta.
Para demostrar la calidad y capacidad que tienen estas células una vez tratadas, estos investigadores las han insertado en el embrión de un ratón. Y aquí entra en juego el vínculo tiempo y espacio. "Las células madre se pueden definir por el tiempo y por su posición, porque en función de dónde las pongamos tienen esa capacidad de pluripotencialidad [de convertirse en cualquier tejido]. Porque la pluripotencialidad es un continuo que va ocurriendo con el tiempo pero que se va localizando en el espacio en determinadas zonas del embrión. Si la combinacion del estado temporo-espacial de las células coincide con el momento y espacio del desarrollo del embrión huésped, las células se incorporan y diferencian normalmente», explica el científico español.", explica el científico español.
De esta manera, los investigadores insertaron las células en la región posterior de un embrión de ratón, donde dan lugar a diferentes tipos celulares con potencial para generar todas las células, tejidos y órganos en el cuerpo. Para evitar problemas éticos, los embriones de ratón fueron manipulados con el fin de eliminar estructuras clave, por lo que no eran viables. Además, estos embriones no fueron implantados en el útero de una hembra sino que todos los experimentos se hicieron en una placa de cultivo.