Españoles crean por primera vez un modelo tridimensional de organoides nasales para entender la salud respiratoria de los cerdos

La cavidad nasal de los cerdos es mucho más que una vía de entrada de aire: es un espacio altamente especializado que actúa como primera línea de defensa frente a patógenos y participa activamente en la regulación inmunitaria.

Este ecosistema está recubierto por un epitelio que interactúa constantemente con una comunidad diversa de bacterias —la microbiota nasal— y con microorganismos potencialmente patógenos. Entender cómo se regulan estas interacciones es clave para la prevención de enfermedades respiratorias, tanto en cerdos como en humanos.

Con este objetivo, un equipo de investigadores de IRTA-CReSA ha desarrollado, por primera vez, un modelo tridimensional de organoides nasales porcinos.

Esta herramienta innovadora permite recrear in vitro las características histológicas y funcionales del tejido nasal del cerdo, abriendo la puerta a estudios detallados sobre la dinámica microbiota-hospedador-patógeno en condiciones controladas.

¿CÓMO SE CREAN LOS ORGANOIDES NASALES?

Los organoides son pequeñas estructuras celulares cultivadas a partir de células madre que, en condiciones adecuadas, se autoorganizan para formar un “miniórgano” que imita las propiedades del tejido original.

En este caso, se han utilizado células basales del epitelio nasal de cerdos sanos, obtenidas tanto mediante disección post mortem como mediante hisopos citológicos —una técnica no invasiva que evita sacrificar al animal.

Cuando se cultivan en las condiciones adecuadas, estas células forman estructuras que recuerdan al epitelio nasal real. Estas estructuras presentan una cavidad interna, cilios en movimiento y diferentes tipos de células especializadas del tejido respiratorio, como las productoras de moco o las que forman la capa protectora.

A partir de este cultivo tridimensional, también se pueden generar monocapas de células que se utilizan para estudiar cómo se adhieren las bacterias y cómo responde el tejido ante su presencia.

¿QUÉ BACTERIAS CONVIVEN ALLÍ? ¿Y QUÉ HACEN?

Para comprobar la funcionalidad del modelo, los investigadores evaluaron la interacción entre el epitelio nasal y diferentes bacterias habituales en la cavidad nasal del cerdo. En este sentido destacan Moraxella pluranimalium: especie comensal común y abundante en la microbiota porcina.

Asimismo, apuntan a Rothia nasimurium como menos abundante, pero presente de forma constante; poco estudiada hasta ahora. También explican que Glaesserella parasuis, aunque es una especie comensal, se la conoce por su potencial patógeno, especialmente en cepas virulentas que causan la enfermedad de Glässer.

Todas las especies fueron capaces de adherirse y colonizar los organoides, aunque con diferentes niveles de eficacia. Lo más destacable fue el comportamiento de R. nasimurium: no solo provocó una respuesta inflamatoria mucho más moderada, sino que también estimuló la producción de interferón gamma (IFNγ), una molécula clave en la regulación de la respuesta inmune.

Aún más interesante, su presencia redujo significativamente la respuesta proinflamatoria inducida por G. parasuis y M. pluranimalium.

Estos resultados apuntan a que R. nasimurium podría ejercer un papel protector sobre el epitelio nasal, actuando como modulador de la inflamación y ayudando a mantener el equilibrio microbiano. Esto abre la posibilidad de considerarlo un candidato probiótico con potencial para reducir el uso de antimicrobianos.

UNA HERRAMIENTA PROMETEDORA PARA LA INVESTIGACIÓN Y LA PREVENCIÓN

Los organoides nasales porcinos pueden conservarse, expandirse y diferenciarse, lo que los convierte en una plataforma muy versátil. A corto plazo, permiten estudiar cómo colonizan los bacterias el epitelio, cómo compiten entre ellas y qué señales inmunitarias generan.

A largo plazo, podrían utilizarse para probar alternativas a los antibióticos, entender mejor la resistencia bacteriana o incluso predecir la capacidad de transmisión de patógenos zoonóticos.

Además, el hecho de que puedan obtenerse a partir de hisopados nasales evita el uso de animales sacrificados, lo que hace el modelo más ético y sostenible.

Este estudio representa un avance significativo en el desarrollo de modelos más fisiológicos para estudiar enfermedades respiratorias. En el ámbito porcino, es especialmente relevante: las infecciones respiratorias son una de las principales causas de pérdidas económicas y de bienestar animal.

Pero también tiene implicaciones más allá de la veterinaria: los cerdos pueden actuar como puente para patógenos que afectan a los humanos, y comprender mejor su microbioma nasal puede ayudar a prevenir futuras zoonosis.

Con esta nueva herramienta, el “hocico” del cerdo deja de ser solo una vía de entrada de aire y se convierte en un laboratorio vivo donde estudiar la convivencia, la competencia y la defensa entre bacterias y hospedador.