Órganos de laboratorio

La piel, los huesos y el corazón serán los más fáciles de crear. Más difícil, en cambio, resultará fabricar riñones, páncreas e hígados.

Riñones, hígados, piel, pulmones, corazones... En los laboratorios será posible fabricar prácticamente cualquier órgano. No es ciencia ficción. La creación de tejidos bioartificiales ya es una realidad que explosionará más pronto que tarde.

Actualmente, existen tres vías de investigación abiertas. La primera corresponde al uso de materiales sin celularizar para sustituir los biológicos orgánicos. Es decir, corazones artificiales, manos robóticas, prótesis y ortesis de distinto tipo, ligamentos artificiales hechos de polímeros...

La segunda está relacionada con las técnicas de medicina regenerativa –también denominada ingeniería tisular–, y la tercera se refiere a la activación de los genes y mecanismos biológicos, que permiten a algunos animales, como la salamandra, regenerar de forma completa su cola o extremidad seccionada.

Manuel Doblaré, profesor de la Universidad de Zaragoza, explica que la primera línea avanza en algunos órganos con función relativamente simple, como el corazón, o con funciones motrices o de soporte, como los huesos, la tráquea o la vejiga urinaria. Sin embargo, el también académico de la Real Academia de Ingeniería (RAI) afirma que es mucho más complicado crear órganos con funciones de síntesis de sustancias bioquímicas complejas a partir de otros productos en la sangre o metabólicos, como ocurre con los riñones, hígado o páncreas; u otros que metabolizan –estómago, intestino– o que simplemente filtran distintas sustancias, como los vasos sanguíneos. Además, agrega que la última línea de investigación, aunque sería la más prometedora, choca con un posible control que evite la proliferación desenfrenada de nuevas células y tejidos, dando lugar a cánceres, displasias o deformaciones indeseadas.

Doblaré asegura que, en un futuro próximo, la medicina regenerativa permitirá sustituir defectos localizados en huesos, músculos y ligamentos, así como abordar la fabricación de órganos bioartificiales relativamente simples, como la piel, la vejiga urinaria, la tráquea o los vasos sanguíneos; y complejos, como el riñón, el intestino, el estómago o el útero. No obstante, admite que la regeneración interna y promovida por los mecanismos biológicos en el interior del organismo queda todavía algo lejos de las técnicas y el conocimiento actual.

Los avances en robótica, sensorización, interfaces cerebrales y conocimientos de la topografía de esta parte del cuerpo están permitiendo el control directo por el cerebro de prótesis y ortesis, por lo que «los órganos artificiales están a la vuelta de la esquina». Doblaré revela que los progresos en biología molecular y celular, biomateriales, bioimpresión y mantenimiento de órganos posibilitan vislumbrar soluciones próximas en el tratamiento de defectos localizados y en los órganos artificiales más simples. «La piel de este tipo es prácticamente un hecho y la vejiga urinaria, la tráquea y los trozos de vaso sanguíneos completos pueden serlo pronto», apostilla.

Proceso

La fabricación de órganos artificiales consiste, básicamente, en utilizar un soporte compuesto por algún material biocompatible. O lo que es lo mismo, por materiales que no generen reacciones negativas en las células y que las provea de un ambiente, similar al fisiológico, rico en sustancias químicas, que las proteja, apoye y favorezca la regeneración sobre él de nuevo tejido por parte de las células del paciente. Un conjunto de técnicas denominada ingeniería de tejidos.

El profesor de la Universidad de Zaragoza sostiene que actualmente se utilizan materiales sintéticos como plásticos biodegradables o cerámicas y matrices procedentes de órganos naturales que se descelularizan previamente para evitar reacciones inmunológicas. En ambos casos, detalla, las células hacen uso de este «andamio» como un modelo del órgano futuro que puede permanecer o ir degradándose, llegando al final a un tejido natural sin componente sintético. Aunque la descelularización no debe afectar a la reconstitución del tejido futuro, lo que todavía no se ha resuelto por completo, las biomatrices retienen componentes útiles para el funcionamiento celular. Y, como es obvio, tiene unas propiedades mucho más cercanas a las del tejido real.

Finalmente, el «sembrado» de las células en el andamio y las primeras fases del proceso de generación de nuevo tejido se realiza en el interior de biorreactores que mimetizan las condiciones del entorno vivo, controlando la temperatura, el intercambio de gases, nutrientes y desechos, y permitiendo inducir factores bioquímicos y biofísicos esenciales para el desarrollo y maduración del tejido. «Los tejidos o partes de órgano así “ingenierizados” se implantarían en el órgano dañado promoviendo su regeneración. A más largo plazo, se estudia la creación de órganos naturales completos, como riñones, hígados, páncreas o corazones en el laboratorio, obviando la necesidad de donantes para trasplante», puntualiza.

Utilizando el sustrato adecuado sobre el que las células productoras se puedan sembrar, en los laboratorios es posible fabricar prácticamente cualquier tipo de tejido. Otra cosa distinta es conseguir la disposición interna de los diferentes tejidos en un órgano. Y, para ello, las impresoras 3D serán las responsables de conseguirlo. Una vez que se superen estos obstáculos, en principio, «resultaría posible fabricar cualquier órgano, aunque serán más fáciles de crear aquéllos en los que la estructura interna, las células y funciones sean más simples». Y, entre ellos, Doblaré resalta la piel, los huesos, los ligamentos, las vejigas urinarias, las tráqueas, los esófagos y vasos sanguíneos, y el corazón. Más complejos, en cambio, serán los estómagos o los intestinos. Y todavía más los riñones, páncreas e hígados.