Por Ben Coxworth
Traducido por Alejandro Ramos de la Peña
La simple idea de poder usar las propias células del paciente para crear órganos de reemplazo en el laboratorio, es muy atractiva. Los investigadores han tenido éxito creando uretras (que son esencialmente tubos huecos) y también hígados humanos miniatura. Antes de que puedan ser creados órganos grandes y sólidos en tres dimensiones, los científicos deben encontrar una forma fiable de incorporar vasos sanguíneos en su interior. Si los órganos cultivados en laboratorio, simplemente toman la forma de un bloque de células, las células en el interior no serán capaz de recibir ningún nutriente, y morirán. Ahora, un equipo de la Universidad de Pennsylvania y el MIT han ideado una manera de construir vasos sanguíneos, con azúcar.
Los científicos utilizan un sistema relativamente barato, la impresora RepRap 3D, que extruye azúcar fundida, usan una mezcla de sacarosa, glucosa y dextrano, la formulación ofrece resistencia (una vez que el azúcar se endurece), además de biocompatibilidad con una amplia gama de células. La mezcla de azúcar se utiliza para crear un molde sólido tridimensional que tiene una red de filamentos finos de azúcar. Esos filamentos están recubiertos con una fina capa de un polímero derivado del maíz.
Un gel a base de agua que contiene células de órganos se vierte en el molde, el gel fluye por los filamentos. El polímero en los filamentos reacciona con el gel, ya que está solidificando, haciendo que los filamentos se disuelvan. A medida que el azúcar licuado se vacía fuera del gel, túneles diminutos en la forma de filamentos se dejan atrás. Fluidos ricos en alimentos pueden ser bombeados a través de los vasos, entregando nutrientes a las células de todo el bloque de gel.
Cuando las células de los vasos sanguíneos se inyectan en las redes vasculares artificiales, los capilares comenzaron a surgir espontáneamente fuera de los vasos principales en el gel circundadnte de la misma forma en la que una red natural vascular crece. Cuando se utilizaron células de hígado en el gel, la producción de albúmina y urea se aumentó conforme el líquido nutriente se introdujo. La albúmina y urea se encuentran naturalmente en la sangre y la orina (respectivamente), y su presencia es un indicador adecuado de la función de células del hígado. Además, las células situadas más próximas a los vasos mostró la mayor tasa de supervivencia.
Aunque la tecnología tiene un gran potencial, la concentración de las células hepáticas en el gel tendrá que ser incrementado dramáticamente antes de un reemplaso de hígado pueda ser producido. «La ventana terapéutica para la terapia de hígado humano se estima en entre uno y 10 mil millones de células hepáticas funcionales», dijo Sangeeta N. Bhatia, del MIT, uno de los líderes del equipo. »
Agregó que también tienen que determinar la forma de conectar sus redes vasculares de ingeniería a las ya existentes dentro del cuerpo.
Otro enfoque para la creación de órganos en laboratorio, conocidos como bioprinting en 3D, implica depositar capas bidimensionales de un gel que contiene células en la parte superior de otras células, construyendo así una serie de capas hasta formar un órgano. Aunque las redes vasculares puede ser incorporadas en estos órganos, pueden fallar bajo la presión de fluido circulante. Además, ciertos tipos de células (incluidas las células del hígado) no pueden sobrevivir el proceso de bioprinting 3D.
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