Un colorante alimentario allana el camino a la impresión de órganos en 3D

La prestigiosa revista «Science» dedica su portada a este hallazgo que firman científicos de las universidades de Washington y Rice. El trabajo describe una nueva técnica para imprimir tejidos humanos en tres dimensiones que utiliza este colorante alimentario para fabricar el entramado vascular que necesitan todos los órganos para que fluya la sangre, el aire, la linfa y otros fluidos vitales. El paso dado es importante porque la dificultad para reproducir esta red era uno de los mayores obstáculos en la fabricación de tejidos humanos.

Desde hace décadas se sueña con tener una fuente inagotable de órganos, listos para usar cuando se necesite un trasplante y compatibles para todos los pacientes. Los primeros pasos se orientaron a la utilización de células madre para regenerar los tejidos dañados. Después, se empezó a trabajar con el esqueleto de órganos desechados para trasplante, que se repoblaban con células madre de los pacientes. Pero desde la aparición de las impresoras en 3D, esas máquinas capaces de fabricar réplicas exactas de cualquier diseño en tres dimensiones, la investigación ha dado un nuevo giro.

Ahora los esfuerzos científicos se centran en la bioimpresión o impresión en 3D de tejidos vivos. Los mismos artilugios que se utilizan para imprimir armas o cualquier objeto sirven para obtener tejidos y órganos funcionales. Solo hay que utilizar células vivas como materia prima. Así se han fabricado prototipos de riñones que son capaces de filtrar las toxinas de la sangre, ovarios con capacidad para ovular, o corazones que palpitan.

Pero la dificultad con la que siempre se ha encontrado la impresión de órganos es la imposibilidad para reproducir la compleja arquitectura vascular que alimenta a pulmones, hígados o corazones. No bastaba solo con reproducir y fabricar un molde exacto del órgano. Los tejidos humanos mueven fluidos e intercambian materiales a través de redes vasculares diferentes que están bioquímicamente conectadas.

Y esto es lo que han resuelto las Universidades de Washington y Rice, según cuentan en la revista «Science». Han diseñado una técnica de bioimpresión llamada estereolitografía o SLATE, en su acrónimo inglés, que utiliza aditivos alimentarios para reproducir esta arquitectura tan compleja. El colorante resultó seguro, a diferencia de otras sustancia químicas utilizadas habitualmente que no podrían utilizarse en la práctica clínica por ser carcinógenos.

Aunque la técnica podría ser útil para cualquier órgano, los investigadores empezaron con dos órganos nada sencillos de reproducir: el pulmón y el hígado. No obtuvieron los dos órganos completos pero imprimieron una estructura que imitaba las funciones del pulmón, incluidas las vías aéreas que suministran oxígeno a los vasos sanguíneos circundantes. Después probaron con las células hepáticas de ratón e imprimieron tejido de hígado funcional. Y para demostrar que algún día su técnica se podrá trasladar a los hospitales, implantaron en otro ratón el nuevo trozo de hígado para demostrar su viabilidad de trasplante.

«La ingeniería de tejidos lleva luchando por esto una generación. Ahora nos podremos preguntar si podremos imprimir tejidos que se comportan funcionalmente como los órganos sanos que tenemos en nuestro cuerpo. De la respuesta a esta pregunta dependerá el éxito que la bioimpresión tendrá como terapia», asegura Kelly Stevens de la Universidad de Washington y directora del estudio.

La bioimpresión no solo pondrá fin a la disponibilidad de órganos. También acabará con la dependencia de medicamentos para combatir el rechazo que tienen las personas que son trasplantados con los órganos de otra persona. En el futuro, los médicos imprimirán órganos de reemplazo a partir de las propias células del paciente, lo que permitirá tener tejidos a la medida y compatibles .

El hígado es un órgano diana de la bioimpresión porque no hay una máquina o un tratamiento eficaz que pueda reemplazar todas sus funciones cuando falla. «El hígado realiza medio millar de funciones, es un órgano cuya complejidad solo es superada por el cerebro», explica Stevens. Pero aún queda mucho camino por recorrer, reconoce otro de los investigadores, Jordan Miller. «Estamos solo en el principio de nuestra exploración de la arquitectura del cuerpo humano y aún hay mucho que aprender».