martes, 30 de julio de 2013

AVANCES EN MEDICINA REGENERATIVA (III)

CREAN ÓRGANOS CON AZÚCARES

Para construir órganos voluminosos que funcionen con eficacia se necesita hallar la manera de incorporar en ellos vasos sanguíneos.



La audiencia de las charlas organizadas por la empresa estadounidense Tecnología, Entretenimiento, Diseño (TED) está acostumbrada a verse cautivada al conocer los distintos avances tecnológicos. Sin embargo, incluso para los estándares de TED, la presentación de 2011 de Anthony Atala, del Instituto de Medicina Regenerativa Wake Forest, despertó un gran asombro. Sin que en un primer momento el público los viese, varios viales y toberas bullían con una misteriosa actividad por detrás de Atala mientras éste se hallaba en el escenario. Transcurridos unos dos tercios de la charla, una cámara enfocó la armadura interna del dispositivo. Este zigzagueaba de un lado a otro mientras depositaba sobre una plataforma central, capa a capa, células cultivadas en el laboratorio, basando su actividad en rerproducciones digitales tridimensionales muy precisas. 


El proceso, conocido como impresión en 3D, se asemeja al funcionamiento de las impresoras de inyección de tinta. Pero en este caso, en lugar de tinta, la máquina utiliza una solución de células vivas. Al final, el dispositivo de Atala produjo, capa a capa, un riñón de tamaño natural fabricado con células humanas, del mismo modo que una impresora personal 3D crea una pieza de repuesto de plástico para una cafetera.


Un método rápido y sencillo de crear órganos sería bien recibido por los más de 105.000 estadounidenses que esperan la donación de órganos. Pero el riñón impreso que Atala presentó hace dos años no estaba listo para implantarse. Le faltaban dos elementos cruciales: vasos sanguíneos funcionales y túbulos para la recogida de la orina. Sin estos u otros canales internos, los órganos voluminosos como el riñón no tienen modo alguno de obtener los nutrientes esenciales y el oxígeno, o de eliminar los productos de desecho de las células situadas en su interior, con lo que estas mueren rápidamente. Se ha intentado imprimir esas estructuras mediante la inyección de capas sucesivas de células en el órgano dejando huecos en los lugares correctos en cada nivel. Pero el método produjo conductos que colapsaban y uniones que se rompían al someterlas a la presión de la sangre bombeada por el corazón.


Un equipo de la Universidad de Pensilvania y del Instituto de Tecnología de Massachusetts ha propuesto una solución al problema. En lugar de imprimir un órgano y sus vasos internos a la vez, se imprime primero un molde soluble de los vasos, a base de azúcares y, a continuación, se incorporan las células adecuadas alrededor del molde, que deja tras de sí los conductos estructuralmente sólidos capaces de hacer frente a las diferentes presiones sanguíneas que existen en el cuerpo.



UN POSTRE INSPIRADOR

La idea provino de Jordan Miller, uno de los investigadores principales del proyecto y becario posdoctoral en la Universidad de Pensilvalnia, quien se inspiró en dos experiencias personales. Primero, al visitar una muestra de cadáveres y órganos humanos conservados en una exhibición de Body Worlds, vio que los preparadores habían expuesto la estructura entrelazada de los vasos sanguíneos de un órgano de gran tamaño mediante la inyección de silicona en la vasculatura, seguida de la disolución del tejido orgánico restante.



Miller planteó la posibilidad de crear un molde sintético sobre el que construir los vasos internos. Pero los productos químicos necesarios para disolver la silicona podrían resultar tóxicos para las células vivas que iban a introducirse. La solución a este problema se le ocurrió cuando, en un restaurante de lujo, se le sirvió un postre con una elegante malla de azúcar caramelizada. ¿Por qué no crear un molde de azúcares, que podrían lavarse con agua, para los vasos sanguíneos y otras cámaras de un órgano?

Miller y sus colaboradores modificaron una impresora 3D de código abierto llamada RepRap para imprimir una mezcla de azúcares en forma de filamentos de varios tamaños, desde un milímetro hasta 100 micras de diámetro.



El equipo utilizó los filamentos para crear una versión idealizada de una red vascular y recubrió el armazón resultante con un polímero biocompatible para evitar que los azúcares se disolviesen demasiado pronto. A continuación, los científicos encerraron todo el conjunto en una matriz extracelular con células endoteliales del tipo de las que revisten los vasos sanguíneos. Por último, eliminaron el azúcar con agua y obtuvieron así los resistentes vasos sanguíneos compuestos por células vivas.

Luego vino el turno de la células. Al igual que lo hacen en el cuerpo, estas empezaron a remodelar los vasos sanguíneos en los que se hallaban, lo que dio más fuerza a la estructura general e incluso originó capilares diminutos en los extremos de los vasos mayores. Al permitir que las células regeneren pequeñas partes, afirma Christopher Chen, director del Laboratorio de Microfabricación de Tejidos en la Universidad de Pensilvania, no hay necesidad de reproducir la arquitectura a la perfección. En esencia, el cuerpo puede encargarse de los detalles más finos en un órgano casi completo, con lo que este se vuelve totalmente funcional.

Hasta el momento, Chen y Miller y sus colaboradores han creado fragmentos de tejido hepático que contienen vasos sanguíneos moldeados con azúcar y los han implantado en roedores para demostrar que se integrarán con el sistema vascular de los animales. Tal pequeña cantidad de tejido no puede sustituir la función de un órgano entero, pero cabe imaginar que la incorporación de células hepáticas, renales o pancreáticas a una red vascular completa nos llevará algún día a la impresión en 3D de partes más grandes del cuerpo. 

No hay comentarios:

Publicar un comentario