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de DMSO mostrando la expresión de enzimas de
biotransformación y de transportadores de ácidos biliares,
así como la formación de canalículos biliares durante
varias semanas ofreciendo la posibilidad de tratamientos
prolongados con dosis repetidas (33-35). Se ha observado
que el cultivo en diferentes sistemas 3D acelera el proceso papel de enzimas hepáticos con elevada variabilidad
de diferenciación a fenotipo hepático de estas células y
mejora su capacidad funcional (36)
4.2. Líneas celulares modificadas genéticamente
Una causa frecuente de la hepatotoxicidad inducida por
fármacos es la bioactivación y la formación de metabolitos
reactivos por los hepatocitos. Es por ello importante la
detección de estos compuestos en fases muy tempranas del
desarrollo pre-clínico, pero la identificación de moléculas transfeción adenoviral para cada experimento.
bioactivables requiere el uso de modelos celulares con
capacidad para biotransformar los fármacos y generar los
metabolitos reactivos. Por tanto una alternativa muy útil
para estos estudios es el uso de células manipuladas
genéticamente que expresan los enzimas humanos de
biotransformación (fundamentalmente los CYPs y de
conjugación) con niveles similares al hígado (8,23). Se han que pueden diferenciarse a células de linaje hepático
utilizado diferentes estrategias para conferir capacidad
metabólica a las líneas de hepatoma humano mediante la
utilización de vectores de expresión (vaccinia virus,
adenovirus, cytomegalovirus y retrovirus) que codifican
por CYPs y enzimas de conjugación humanos resultando
en la expresión constitutiva y estable o transitoria de los fármacos. Por ello, actualmente se contemplan los modelos
transgenes (8,23).
Existen líneas celulares derivadas de las células
epiteliales humanas (THLE) y de las células HepG2 que
expresan individualmente cada uno de los isoenzimas del
CYP de forma constitutiva (8,23,37). Estos modelos
generalmente sobre-expresan el transgen y son muy útiles
para identificar el papel de los CYPs individuales en el
metabolismo (bioactivación o inactivación) de un fármaco,
así como para identificar los CYPs implicadas en la
producción de cada uno de los metabolitos (8,23).
Alternativamente, la transducción mediada por
adenovirus es un procedimiento simple, versátil y
altamente reproducible para administrar eficazmente
múltiples genes en células cultivadas y para obtener
células que coexpresan los niveles deseados de varias
enzimas de biotransformación (CYPs y enzimas de fase II
) de fármacos. La estrategia se basa en la transducción de
células HepG2 con combinaciones adecuadas de vectores
adenovirales recombinantes que codifican estos enzimas
para generar una variedad de células “a la carta” que
reproducen fenotipos metabólicos de interés para el
metabolismo y hepatotoxicidad de fármacos (38-40). Por
ejemplo, con el uso combinado de varios adenovirus que
codifican CYPs individuales y la información del fenotipo
metabolizador de un paciente que haya sufrido un episodio
hepatotóxico es posible crear una célula hepática que
reproduzca dicho fenotipo y simule la idiosincrasia
260 @Real Academia Nacional de Farmacia. Spain
María José Gómez-Lechón Moliner
metabólica de dicho paciente, para poder estudiar los
mecanismos de toxicidad implicados. La versatilidad de
este modelo abre también la posibilidad de explorar el
interindividual (polimorfismo genético o fenotípico debido
a inhibición/inducción enzimática por fármacos, edad,
alimentación, etc.) en la bioactivación de los fármacos o
evaluar comparativamente la susceptibilidad de diferentes
grupos de población (metabolizadores rápidos o lentos) a
la toxicidad inducida por los fármacos o identificar
fenotipos de riesgo para la toxicidad del fármaco(s). Sin
embargo, una limitación importante es que la expresión del
transgen es transitoria y hay que realizar una nueva
4.3. Hepatocitos derivados de células madre pluripotentes
Una solución emergente para contrarrestar la escasez
de los hepatocitos humanos para fines de investigación y
clínicos es el uso de células progenitoras pluripotentes y
(Figura 4) (41). El conocimiento en torno a la
reprogramación de células somáticas a pluripotentes y al
tiempo la posibilidad de inducir in vitro su diferenciación a
células de linaje hepático las convierte en un modelo
celular muy atractivo para estudios de seguridad de
emergentes basados en hepatocitos derivados de células
pluripotentes humanas como una fuente ilimitada, estable,
funcional y personalizada de hepatocitos humanos
alternativa a los hepatocitos nativos. Finalmente, se ha
conseguido la reprogramación directa a células de fenotipo
hepático desde una célula somática mediante la expresión
retroviral de ciertos factores de transcripción hepáticos
(Hhex, Gata4, Foxa2, HNF4a HNF1a y HNF6) (42)
(Figura 4).
4.4. Células madre pluripotentes embrionarias (ES)
Se obtienen de la masa celular interna del blastocisto
constituida por unas 30 células que son las células ES, que
tienen la capacidad de diferenciarse a todos los tipos
celulares que aparecen en el organismo adulto. Se han
desarrollado protocolos para aislar estas células e inducir
su diferenciación a células de linaje hepático tratando de
reproducir la embriogénesis del hígado (41, 43).
Actualmente, el Biobanco Nacional que dirige el Instituto
de Salud Carlos III dispone de varias líneas de células ES
generadas en España puestas a disposición de la
comunidad científica. Sin embargo, existe gran
variabilidad en la funcionalidad y metabolismo hepáticos
en diferentes laboratorios por lo que hace todavía
prematura la utilización de estas células para estudios de
toxicidad. Se ha propuesto el cultivo en 3D de estas células
con objeto de estabilizarlas para su uso en estudios de
toxicidad (44).