«Tinta» celular para imprimir órganos en 3D

La tecnología de la impresión en tres dimensiones da pasos de gigante. Dos equipos científicos obtienen nuevos tejidos partiendo de unas pocas células.

Termine mentalmente esta secuencia lógica: Tinta, impresora... Muchos pensaremos que lo que se necesita para culminar la frase es un folio en blanco. Pero las nuevas tecnologías de impresión en tres dimensiones están dando un vuelco al escenario. La frase, desde ayer, podría quedar así: tinta, impresora y cartílago humano para reparar una rodilla.

Un equipo de científicos de la Penn State University ha logrado imprimir un sustituto de cartílago de vaca utilizando como «tinta» pequeñas hebras de ese mismo cartílago natural. El objetivo es construir un tejido que pueda ser para reemplazar grandes cantidades de cartílago dañado o para crear parches que actúen como el cartílago natural. De ese modo se podrá reponer el tejido desaparecido en las articulaciones como consecuencia del azote de la artritis.

La impresión en 3D es una tecnología cada vez más utilizada para la fabricación de materiales que puedan ser insertados en el cuerpo humano. En la mayoría de los casos, se requiere un material biocompatible de base (a veces extraído de células madre) que se inserta en una especie de andamiaje artificial compuesto de hidrogel para dar forma al tejido o al órgano que se busca. En este caso, los autores del trabajo quisieron saber si es posible fabricar cartílago sin necesidad del andamiaje. Para ello crearon un tubo de un diámetro de varias centésimas de centímetro compuesto por alginato (un extracto de algas). Después introdujeron en él células del cartílago de una vaca y las dejaron cultivar durante una semana. Las células comenzaron a pegarse unas a otras pero rechazaron interactuar con el alginato de manera que los siete días los investigadores tenían una tira fina de cartílago fácilmente extraíble. Estas hebras fueron luego utilizadas como «tinta» en un proceso de impresión 3D. La impresora puede esculpir determinadas formas uniendo entre sí tiras de cartílago. Por ejemplo, se fabricó un parche cartilaginoso que, en media hora, fue suficientemente grande como para ser extraído de la placa de Petri. Posteriormente este parche se pudo introducir en un medio con factores de crecimiento para generar material implantable.

Como no existen andamiajes intermedios, el proceso es escalable de manera que puede fabricarse parches de cualquier tamaño deseado. Por ejemplo, se pueden tejer tiras verticales y horizontales que imiten la forma del cartílago de las articulaciones.

Hay que recordar que una de las consecuencias de la artrosis es que el tejido perdido ya no es fácil de regenerar. La virtud de este nuevo sistema es que el cartílago obtenido es química y físicamente muy similar al cartílago real, en este caso el de las vacas. Pero las propiedades biomecánicas son aún algo inferiores. La razón es que el cartílago natural obtiene su elasticidad y resistencia reaccionado a la presión de los huesos y articulaciones. En el futuro, estos tejidos artificiales deberían ser sometidos también a pruebas mecánicas que mejoren su textura: algo así como mandarlos al gimnasio de cartílagos antes de empezar a trabajar en una nueva rodilla.

En el caso de los seres humanos, esta técnica permitiría que un paciente se donara a sí mismo células de sus articulaciones y que, utilizando éstas como tinta, se pudieran imprimir tejidos capaces de reparar el daño de una enfermedad degenerativa o de un traumatismo.

El hallazgo de la Peen University se suma a otro gran avance en la impresión 3D de tejidos humanos anunciado el fin de semana por investigadores de la universidad de Bristol. Por primera vez se ha desarrollado biotinta de células madre que sirve como soporte para producir tejidos humanos. La sustancia utiliza un cultivo celular junto con nutrientes y polímeros que pueden cambiar de estado líquido a sólido en función de la temperatura. De ese modo, el compuesto puede usarse como «tinta» en una impresora y se convierte en una pieza sólida cuando se enfría. Si esta tecnología llega a mejorarse, en el futuro se plantea la posibilidad de utilizar pequeñas impresoras 3D que suministren células en forma de «tinta» directamente en las heridas o en los traumatismos para ayudar a promover la curación del paciente.