(Los acentos fueron obviados por
cuestiones tecnicas)
Fabricar organos humanos
artificiales gracias a las maquinas de elaborar algodon de azucar.
Puede parecer una idea absurda, casi grotesca. ¿Fabricar organos humanos
artificiales mediante maquinas de elaborar algodon de azucar? Tal cual no
seria posible, por supuesto, pero el principio de funcionamiento de tales
maquinas si podria adaptarse para la construccion de otras capaces de
elaborar organos humanos artificiales, empezando por los mas sencillos, como
riñones, higado y huesos.
Durante varios años, Leon Bellan, de la Universidad Vanderbilt, en Nashville,
Tennessee, Estados Unidos, ha estado trasteando con maquinas de elaborar algodon
de azucar, haciendo que produjeran redes de diminutas hebras comparables en
tamaño, densidad y complejidad a los patrones formados por los capilares, los
pequeños vasos de paredes delgadas que suministran oxigeno y nutrientes a las
celulas y que se llevan los residuos. Su objetivo ha sido fabricar redes de
fibras que puedan ser usadas como plantillas a partir de las cuales fabricar los
sistemas capilares necesarios para crear organos artificiales de tamaño natural.
Bellan y sus colegas han tenido exito en la utilizacion de esta tecnica poco
ortodoxa para producir un sistema capilar artificial tridimensional que pueda
mantener viables y funcionales a celulas vivas durante mas de una semana, lo
cual es una considerable mejora sobre los metodos empleados en la actualidad.
Muchos especialistas de ingenieria de tejidos, incluyendo a Bellan, estan
actualmente centrando sus esfuerzos en investigar una clase de materiales
descritos como hidrogeles, y en utilizar estos materiales como andamios para
sostener celulas dentro de organos artificiales tridimensionales.
Bloque tridimensional de gelatina que contiene una red microvascular.
(Foto: Bellan Lab / Vanderbilt)
(Foto: Bellan Lab / Vanderbilt)
Los hidrogeles son atractivos porque sus propiedades pueden ser ajustadas para
que se parezcan mucho a aquellas de la matriz extracelular natural que rodea a
las celulas en el cuerpo. A diferencia de los andamios solidos de polimero, los
hidrogeles permiten la difusion de los compuestos solubles necesarios; sin
embargo, el oxigeno, los nutrientes y los residuos solo pueden desplazarse a lo
largo de una distancia limitada a traves del gel. Como resultado de ello, las
celulas deben estar muy proximas (menos que el grosor de un cabello humano) a
una fuente de nutrientes y oxigeno y a un sumidero para los desechos que
producen, o de lo contrario se mueren de hambre o se ahogan.
Asi, para generar tejidos que tengan el grosor que es normal en los organos
reales, y para mantener vivas a las celulas en todo el andamio, los
investigadores deben construir una red de canales que permitan que los fluidos
fluyan a traves del sistema, simulando el sistema capilar natural. Y esto es muy
dificil de lograr. Entre otras cosas, con los metodos tradicionales pueden
requerirse semanas para que las celulas creen tal red. Asi que no es posible
apilar muchas celulas o las que estan en el centro empiezan a morir antes de que
la esencial red capilar se forme.
La nueva tecnica basada en maquinas de elaborar algodon de azucar ofrece una
solucion potencial para todos estos problemas.
El metodo de hilado de algodon de azucar puede producir canales que van de 3 a
55 micrones, con un diametro medio de 35 micrones.
Los investigadores tejieron primero una red de hilos de PNIPAM usando una
maquina que se parecia mucho a una de elaboracion del citado dulce. Despues
mezclaron una solucion de gelatina en agua (un liquido a 37 grados) y añadieron
celulas humanas. La adicion de una enzima usada habitualmente en la industria
alimentaria (transglutaminasa, apodada como “pegamento de carne”) ocasiona que
la gelatina adquiera una forma permanente de gel. La mezcla caliente se vierte
sobre la estructura PNIPAM y se le mantiene en una incubadora a 37 grados.
Finalmente, el gel que contiene celulas y fibras es retirado de la incubadora y
se permite que se enfrie a temperatura ambiente, momento en el que las fibras
empleadas a modo de andamio se disuelven, dejando en su lugar una red intrincada
de canales a escala micrometrica. Los investigadores acoplan entonces bombas a
la red y empiezan a hacer pasar por ellas medios de cultivo celular que
contienen las sustancias y oxigeno necesarios.
Leido en NCyT
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