Un equipo de científicos
desarrolla una técnica de bioimpresión que consigue generar una especie de mini
hígados cuyas células mantienen su funcionalidad durante más tiempo que en
ensayos anteriores.
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La generación de órganos artificiales podría ser, en un futuro próximo, una buena
solución a los problemas que acarrea el trasplante de órganos tradicional que,
además de depender de la disponibilidad de donantes compatibles, puede
provocar rechazos en el receptor.
La bioimpresión es
una tecnología prometedora, pues consiste en generar órganos y tejidos
a medida para cada paciente utilizando sus propias células y apoyándose en la
tecnología 3D. Para conseguirlo hay que superar muchos escollos, pues como
ya sabemos los órganos vivos son estructuras muy complejas que funcionan conectadas
como un todo.
Ahora, un equipo de científicos del
Centro de Investigación en Células Madre y Genoma Humano (HUG-CELL) de la
Universidad de São Paulo (Brasil) ha conseguido imprimir una especie de
mini hígados capaces de llevar a cabo las funciones propias de este órgano como
producir proteínas, almacenar vitaminas y secretar bilis. La técnica
desarrollada, según describen en un artículo publicado en la revista Biofabrication,
permite producir tejido hepático en el laboratorio en solo 90 días y, en el
futuro, podría suponer una alternativa real al trasplante de órganos.
No es la primera vez que se produce
tejido tisular con tecnología
3D,
pero hasta ahora el problema era conseguir que las células mantuvieran su
funcionalidad en el tiempo sin perder el contacto entre ellas. Para sortear
este escollo, los investigadores cambiaron el enfoque y, en lugar de
imprimir células individuales, desarrollaron un método para agruparlas antes de
la impresión.
El trabajo combinó técnicas de
bioingeniería, como la reprogramación celular y el cultivo de células madre pluripotentes,
con bioimpresión 3D. Gracias a esta estrategia, el tejido producido por la
bioimpresora mantuvo las funciones hepáticas durante más tiempo del que
informaron otros grupos en estudios anteriores.
Un
hígado completo en 90 días
Las tres etapas que se necesitan para
completar el proceso completo son: diferenciación, impresión y
maduración. El primer paso consiste en cultivar células sanguíneas del
paciente para convertirlas en células madre pluripotentes inducidas, una
técnica por la que el japonés Shinya Yamanaka recibió el Premio Nobel de Medicina en el año
2012.Gracias a este proceso, las células adultas regresan al estado
embrionario, con el potencial de especializarse y formar parte de cualquier
tejido del organismo.
En la siguiente etapa, los
científicos indujeron la diferenciación de las células del hígado,
y después se agruparon en lo que llamaron ‘esferoides’, que constituyen el
tejido como tal y mantienen su funcionalidad durante más tiempo. “Comenzamos
el proceso de diferenciación con las células ya agrupadas. Fueron cultivadas en
agitación, y los grupos se formaron espontáneamente”, explica Ernesto
Goulart, autor principal del estudio. Una vez obtenidos, los esferoides se
mezclan con una biotinta – fluido similar a un hidrogel-, y se imprimen. Las
estructuras resultantes se someten a un proceso de maduración en cultivo
durante 18 días.
Aunque estos hígados aún no son, de
momento, de órganos completos, el cambio de enfoque que supone el imprimir
estos esferoides o grupos de células ya diferenciados supone un avance
prometedor. “En un futuro muy cercano, en lugar de esperar un
trasplante de órgano, será posible tomar células del paciente y reprogramarlas
para producir un nuevo hígado en el laboratorio”, afirma convencido Mayana
Zatz, director del HUG-CELL y firmante del artículo.
Referencia: Goulart et al 2019. 3D
bioprinting of liver spheroids derived from human induced pluripotent stem
cells sustain liver function and viability in vitro. Biofabrication 12 015010
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