El cebado con DMSO mejora la formación de organoides renales a partir de células madre

Los organoides renales derivados de células madre pluripotentes inducidas humanas (hiPSCs) ofrecen un enorme potencial para modelar enfermedades renales, evaluar fármacos nefrotóxicos y, en última instancia, apoyar la medicina regenerativa. Sin embargo, los protocolos de diferenciación existentes siguen siendo ineficientes e inconsistentes entre distintas líneas celulares, lo que motiva la búsqueda de intervenciones sencillas que mejoren la calidad de las células de partida antes de que comience la diferenciación.

Este estudio del Instituto MERLN de la Universidad de Maastricht investigó si un tratamiento breve con dimetilsulfóxido (DMSO) a dosis bajas podría «condicionar» las hiPSCs para que se diferencien de manera más eficiente en organoides renales. Tres líneas de hiPSCs validadas (LUMC, H101, H107) fueron tratadas con DMSO al 0%, 1% o 2% durante 24 horas, y posteriormente sometidas al protocolo escalonado en monocapa 2D bien establecido de Morizane et al. 2017, que avanza a través de las etapas de línea primitiva, mesodermo intermedio, progenitor de nefrona y, finalmente, organoide renal a lo largo de 21 días.

El tratamiento con DMSO produjo varios cambios notables en las hiPSCs antes de la diferenciación. A concentraciones del 1–2%, el DMSO redujo la expresión de factores de transcripción clave de la pluripotencia (OCT4, SOX2) y alteró los marcadores de superficie de pluripotencia (TRA-1-60, TRA-1-81, SSEA3, SSEA4), medidos mediante citometría de flujo. Se detectó una remodelación epigenética, coherente con la conocida capacidad del DMSO para afectar la accesibilidad de la cromatina. La morfología de las colonias se alteró de forma notable, con células que mostraban un aspecto más condensado y uniforme. El análisis del ciclo celular confirmó la sincronización en la fase G1, lo que concuerda con informes anteriores que indican que el DMSO inhibe la fosforilación del retinoblastoma a través de la modulación de la vía PI3K, lo que efectivamente detiene las células en un estado más receptivo a las señales de diferenciación.

Los resultados de diferenciación posteriores mejoraron de forma sustancial. En el día 9 del protocolo, las hiPSCs tratadas con DMSO mostraron una expresión significativamente mayor de SIX2, el marcador definitorio de las células progenitoras de nefrona del mesénquima metanéfrico. Al finalizar el protocolo de 21 días, los cultivos condicionados con DMSO produjeron más organoides renales con estructuras tubulares claramente definidas —incluyendo túbulos proximales, túbulos distales, estructuras similares a glomérulos y marcadores del conducto colector (PODXL, LRP2, GATA3)— en comparación con los controles no tratados. El efecto se observó en múltiples líneas de hiPSCs independientes, lo que sugiere que el beneficio no es específico de ninguna línea en particular.

Los autores proponen que el impacto del DMSO sobre la vía de señalización PI3K, la dinámica del citoesqueleto, la adhesión celular y el estado epigenético condicionan colectivamente las hiPSCs hacia un estado pluripotente de transición más sensible a la señalización por Wnt (CHIR99021), Activina A y FGF9 utilizada en el protocolo de Morizane. El bajo costo, la sencillez y la amplia aplicabilidad de un paso de pretratamiento con DMSO de 24 horas hacen de esta una modificación fácilmente adoptable. Las limitaciones incluyen la necesidad de una disección mecanística más profunda de los objetivos epigenéticos del DMSO, la ausencia de datos a resolución unicelular que caractericen la composición de los organoides, y preguntas sin resolver sobre si las poblaciones celulares no diana en estadios más tardíos del cultivo también se ven reducidas.