Nuevo avance hacia los órganos artificiales: imprimen en 3D un sistema circulatorio

La posibilidad de contar con órganos completos para trasplante generados mediante impresión –o bioimpresión- en tres dimensiones está cada vez más cerca. Dichos órganos tendrían todas las células, las proteínas y los vasos sanguíneos en el lugar correcto, simplemente con pulsar el botón de “imprimir” en la pantalla de un ordenador.

Suena muy futurista y a ciencia ficción, pero diversas investigaciones en el mundo avanzan para conseguir este objetivo, que podría salvar muchas vidas.

El último paso lo han dado investigadores de la Universidad de Sidney (Australia), de la Universidad de Harvard, de la de Stanford, y del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), en Estados Unidos.

Según publica la Universidad de Sydney en un comunicado, lo que han conseguido estos investigadores ha sido bioimprimir redes vasculares artificiales que imitan el sistema circulatorio del cuerpo, y que son imprescindibles para el crecimiento de grandes tejidos complejos.

En términos generales, las células necesitan un acceso rápido a los nutrientes y al oxígeno; así como un sistema eficaz de "eliminación de residuos" para mantener con vida las estructuras que componen.

Por esa razón, el sistema de transporte conocido como 'vascularización' – compuesto por el conjunto de vasos sanguíneos y linfáticos que llenan tejidos y órganos-resulta fundamental. Y no sólo para la biología, también para la ingeniería de tejidos y órganos que aspira a “recrear” artificialmente formas biológicas, para su uso.

Pero reproducir en laboratorio este sistema de transporte conlleva uno de los mayores desafíos, pues su complejidad es muy difícil de duplicar. Este escollo ha retrasado que la ingeniería de tejidos se convierta en una aplicación clínica real.

De tejidos a órganos funcionales

Los investigadores de la Universidad de Sydney y sus colaboradores han avanzado justo en este sentido. Usando una bioimpresora de alta tecnología comenzaron fabricando multitud de pequeñas fibras interconectadas, que sirvieron como molde para vasos sanguíneos artificiales.

Después cubrieron esa estructura impresa en 3D con un material lleno de células y basado en proteínas, al que solidificaron aplicando luz.

Por último, retiraron las fibras bioimpresas. Lo que quedó fue una red de pequeños canales revestidos con células endoteliales humanas, las cuales se autoorganizaron para formar capilares sanguíneos estables, en menos de una semana.

Según los científicos, esta nueva técnica de bioimpresión supondría poder fabricar sobre la marcha extensos canales microvasculares en 3D capaces de soportar la vida. Dichos canales contarían con la precisión suficiente como para satisfacer las necesidades particulares de cada paciente.

Con anterioridad, se había logrado recrear pequeñas partes de tejidos en laboratorio, pero la posibilidad de imprimir tejidos tridimensionales con capilares sanguíneos funcionales en un abrir y cerrar de ojos puede resultar esencial para la creación de órganos complejos y funcionales, según los autores del avance.

El logro en su contexto

La impresión de tejidos ha sido empleada, por ejemplo, para fabricar tejido cardiaco o para crear un tejido que cure la ceguera.

Asimismo, en 2013, un equipo de científicos del Instituto Fraunhofer de Ingeniería Interfacial y Biotecnología (IGB) de Stuttgart, Alemania, consiguió fabricar diversos tipos de tejido con una impresora de inyección y unos líquidos transparentes llamados biotintas, constituidos por compuestos de matriz de tejido natural y de células vivas.

En la presentación del avance, los científicos señalaron que el gran reto pendiente en este campo es, precisamente lo conseguido por los investigadores de la Universidad de Sydney: la producción de tejido vascularizado, con su propio sistema de vasos sanguíneos.

El IGB también trabaja en esta misma dirección, junto con otros socios, en el marco del Proyecto ArtiVasc 3D, apoyado por la Unión Europea. El núcleo de este proyecto es una plataforma tecnológica para generar vasos sanguíneos finos de materiales sintéticos, y crear de esta forma la primera piel artificial con su tejido adiposo subcutáneo.

Referencia bibliográfica:

Luiz E. Bertassoni, Martina Cecconi, Vijayan Manoharan, Mehdi Nikkhah, Jesper Hjortnaes, Ana Luiza Cristino, Giada Barabaschi, Danilo Demarchi, Mehmet R. Dokmeci, Yunzhi Yang, Ali Khademhosseini. Hydrogel bioprinted microchannel networks for vascularization of tissue engineering constructs. Lab on a Chip (2014). DOI: 10.1039/C4LC00030G.