Salud

Más cerca de la impresión de órganos en 3D

Una oreja humana impresa a partir de células madre se mantiene 'viva' dentro de un ratón. El siguiente paso: su aplicación para sustituir tejidos dañados. 

La impresora 3D utilizada en el proyecto.

La impresora 3D utilizada en el proyecto. Wake Forest Institute for Regenerative Medicine.

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El ingeniero estadounidense Charles Lindberg es conocido por ser el primer piloto que realizó un vuelo transatlántico sin escalas, en concreto entre Nueva York y París. A bordo del Spirit of St. Louis, Lindberg completó la hazaña en 33 horas. El americano, que protagonizó este famoso vuelo en 1927, volvió a las páginas de la prensa por un motivo mucho más desagradable cinco años después: su hijo pequeño fue secuestrado y asesinado, con gran atención mediática. 

Pero hay un aspecto de la biografía de Lindberg mucho menos conocido y es su contribución a la medicina regenerativa. En 1938, y junto al cirujano francés Alexis Carrel, publicó el libro El cultivo de órganos, en el que se describían los problemas que se afrontaban a la hora de crear células humanas e insertarlas en el organismo.  

Ya entonces se soñaba con la sustitución de órganos dañados por otros creados en laboratorio, un sueño que no se ha abandonado en todos estos años pero que hoy podría estar más cerca de ser una realidad. 

Características de un hito

Un equipo liderado por el investigador clave en medicina regenerativa de los últimos años, Anthony Atala, ha descrito un nuevo sistema de bioimpresión 3D que permite crear cartílago, hueso y músculo humano capaz de integrarse en un organismo -todavía de ratón- y sobrevivir allí. De hecho, han impreso un trozo de hueso de mandíbula, una oreja de cartílago y unas fibras musculares, que han sido capaces de mantenerse e incluso generar la formación de vasos sanguíneos en el interior de estos animales de laboratorio.

Para el director del Instituto de Bioingeniería de Cataluña (IBEC), Josep Samitier, lo más destacado del estudio, publicado en la revista Nature Biotechnology, es que el nuevo procedimiento -denominado impresora de órganos y tejidos integrada (ITOP, de sus siglas en inglés)- permite "hacer estructuras grandes", algo que no se había logrado hasta ahora, con el sistema de bioimpresión más utilizado, denominado LIFT. 

El catedrático de Anatomía Humana y Embriología de la Universidad de Granada Juan Antonio Marchal explica a EL ESPAÑOL que es "muy interesante" que permita imprimir múltiples tipos de células y, de nuevo, que lo haga en estructuras grandes. 

Dos materiales innovadores

Ambos destacan la utilización de un material, Pluronic F-127, que ha tenido un papel clave en la creación de estos órganos. Se trata de un polímero estructural que los investigadores del Wake Forest Baptist Medical Center han logrado imprimir como molde de las células que hacen el papel de tinta y que dan lugar a los órganos. 

Es lo que los autores llaman "capa de sacrificio", un nombre que da una idea de su destino final. "Lo ponen para que soporte a las células y luego lo rompen", comenta Samitier y Marchal aclara la forma simple de esa destrucción, con calor. 

El investigador catalán comenta que otro de los avances de este sistema con respecto al anterior es que el hidrogel que utilizan para construir los bioórganos lo combinan "con un polímero estructural que se degrada al cabo del tiempo". 

Cartílago impreso en forma de oreja.

Cartílago impreso en forma de oreja. Wake Forest Baptist Medical Center

Para Samitier, el trabajo no supone "un cambio de paradigma" y no es un "avance a nivel fundamental", pero es muy importante porque combina "dos o tres técnicas de ingeniería" para conseguir su objetivo final. 

Pero no sólo los materiales son importantes en el nuevo método, sino también la forma en que está diseñada la impresión en sí. "El diseño deja microcanales que permiten que lleguen nutrientes a las células", subraya Marchal. Es lo que ha hecho posible que los órganos impresos con el nuevo sistema sobrevivan dentro de un ratón y lo que permite soñar con una cercana aplicación a la práctica clínica. 

¿Y en humanos?

Marchal considera que este momento "no está muy lejos" y que "van muy avanzados". Como los propios autores explican en su estudio falta por determinar un aspecto importante, que es el del posible rechazo a estos órganos bioimpresos por parte de los pacientes. "En teoría no tendría que ocurrir si se utilizan células autólogas, pero hay que verlo", resume el investigador. 

Samitier también cree que los ensayos clínicos en humanos pueden estar muy cerca y vaticina que podrían comenzar "en alrededor de dos años". Eso sí, aclara que no todos los órganos se beneficiarán de esta impresión al mismo tiempo. 

El director del IBEC cree que lo primero serán huesos, cartílago y capa muscular, lo que se ha ensayado en ratones en este estudio. "Órganos como el riñón y el corazón requieren de muchos más tipos celulares y son más complejos", reconoce el experto. 

"Con un mayor desarrollo, esta tecnología podría producir tejidos clínicamente útiles y órganos que incorporen múltiples tipos celulares en localizaciones precisas para sintetizar la estructura y la función original", concluyen esperanzados los autores.