Órganos fabricados con impresoras 3D más resistentes.
El uso de las impresoras 3D en la Medicina apunta muy alto. Tanto que no
sólo se piensa en ellas para diseñar implantes a la medida de cada
paciente que sustituyan las prótesis estándar. Las expectativas van
mucho más allá. Científicos de todo el mundo investigan esta vía con el
fin de crear órganos que se puedan implantar en humanos. El gran reto
consiste en lograr que dicho constructo se integre con éxito en la
persona receptora. Ahora, un equipo de expertos del Instituto Wake
Forest de Medicina Regenerativa de California (Estados Unidos), liderado
por el reconocido Anthony Atala, pionero en esta materia, esboza un
nuevo sistema capaz de conseguir este propósito.
El problema es que resulta realmente difícil que el órgano
sintético que se pretende implantar tenga el tiempo suficiente como para
vascularizar en el organismo de una persona. Así lo demuestran
los contados trasplantes de este tipo que se han realizado hasta la
fecha, cuando ya no hay más alternativa y siempre como procedimiento
experimental. Fue muy sonado el caso de Hannah Warren, una niña de dos
años que sufría una rara enfermedad (agnesia traqueal congénita) que le
impedía alimentarse por la boca, hablar o respirar con normalidad,
porque su tráquea no se había desarrollado. Fue la persona más joven del
mundo en recibir un trasplante de tráquea bioartificial, a partir de
fibras de plástico a las que se añadieron las células propias de la
niña, extraídas de su médula ósea. Fue el 9 de abril de 2013 (el
responsable de la intervención: Paolo Macchiarini, sobre el que ahora
recaen serias dudas por la posible falsificación de datos en sus
artículos científicos). Desgraciadamente,la pequeña falleciò apenas tres meses después.
Con el fin de superar el escollo de la revascularización del órgano sintético en el organismo, Atala y su equipo han creado una tecnología de impresión basado en un sistema con una especie de microcanales
donde van instaladas las células que se van a utilizar, asegurando así
la permeabilidad de los nutrientes y el oxígeno, consiguiendo que éstas
se mantengan vivas una vez se trasladen a la pieza sintética ya
construida y que por lo tanto, puedan desarrollar un sistema de vasos
sanguíneos. "Conseguimos mantenerlas vivas mientras se encuentran en el
biorreactor. El problema es cuando las pasamos al órgano. Tienden a
morir porque les falta nutrición", explica José Becerra, investigador
del Centro de Investigación Biomédica en Red, Bioingeniería,
Biomateriales y Nanomedicina (Ciber-bbn), catedrático de Biología
Celular de la Universidad de Málaga y director del Centro Andaluz de
Nanomedicina y Biotecnología (BIONAND)
Según desvela el artículo de Atala en la prestigiosa revista Nature
Biotecnology, el nuevo sistema de microcanales favorece la formación de vasos sanguíneos rápidamente, "lo que podría facilitar que el órgano bioartificial se integre funcionalmente y con éxito en el individuo", señala el experto español al comentar la investigación estadounidense.
Los
científicos del Instituto Wake Forest de Medicina Regenerativa de
California lo han comprobado con ratones (con fondos federales para
aplicar la medicina regenerativa en las heridas de guerra de las Fuerzas
Armadas), a los que implantaron una oreja reconstruida a partir de
células humanas y distintos tipos de materiales impresos en 3D capa a
capa. A las dos semanas de la implantación, las pruebas confirmaron que el músculo era lo suficientemente robusto como para mantener sus características estructurales,
vascularizarse e inducir la formación de nervios. Dos meses después, el
órgano sobrevivía y mostraba importantes signos de vascularización. La
oreja implantada se encontraba en buenas condiciones y también había
formado cartílago. En definitiva, "las estructuras tienen el tamaño
adecuado, la fuerza y la función para su uso en seres humanos", reza el
estudio.
Por un lado, los investigadores de California se
sirvieron de una 'tinta' a base de abundante agua para asegurar la
nutrición de las células y su crecimiento, y por otro, el diseño de los
microcanales para mantener la permeabilidad. "Nuestros resultados
indican que la combinación de ambas innovaciones dispone un contexto
adecuado para mantener las células vivas y para promover el crecimiento
de las mismas y de los tejidos", remarca Atala.
Este nuevo diseño de impresora 3D (The Integrated Tissue and Organ Printing System -ITOP-)
tiene, además, la capacidad de utilizar los datos de la tomografía y la
reconancia magnética para "hacer a medida" un tejido humano como es en
este caso la oreja.
En palabras de Julio Acero, jefe del Servicio
de Cirugía Oral y Maxilofacial del Hospital Universitario Ramón y Cajal
de Madrid, el avance de Atala y sus compañeros consiste en "una
combinación de impresión en tres dimensiones con ingeniería tisular". En
la actualidad, la impresión tridimensional "la empleamos de forma
rutinaria en nuestro taller de Anaplatologìa
para hacer implantes craneales, reconstrucción de guías para reparar la
mandíbula, placas para fijar los colgajos...". El objetivo de unir el
crecimiento celular con la impresión 3D, agrega este especialista, es
"dar una estructura más viva al órgano, en este caso la oreja, con su
piel, su cartílago...".
Este prometedor método no es el único en el que se está trabajando en laboratorio para reducir las listas de espera de trasplantes y evitar el rechazo de éstos, entre otras utilidades. Existen otras dos fórmulas que también podrían tener éxito en el futuro, apunta Becerra: la descelularización de órganos y el uso de órganos animales. De la primera técnica existe una experiencia en Estocolmo. Consiste en el lavado de organos para eliminar las células del donante y evitar así una respuesta inmunológica del paciente receptor al recibir el implante. De esta forma, en 2008, Macchiarini desarrolló el primer trasplante de tráquea. Parece que los resultados son buenos.
En cuanto al uso de organos animales el nombre del español Juan Carlos Izpisúa es clave. Este científico dirige una investigación que pretende desarrollar órganos humanos en el interior de cerdos. El proyecto se está llevando a cabo en una granja de Murcia.
