Científicos 'imprimen' un corazón en 3D utilizando tejido de un paciente
Aunque la impresión 3D ha avanzado a pasos agigantados en los últimos años, usarla para imprimir órganos humanos en funcionamiento sigue siendo un sueño lejano. Recientemente, sin embargo, los científicos han acercado un paso más este sueño.
Crédito de la imagen: Advanced Science 2019 The Authors
La enfermedad cardiovascular es la principal causa de muerte en los Estados Unidos.
Según los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades (CDC), 610,000 personas en los EE. UU. Mueren de enfermedades cardíacas cada año.
Una vez que ha progresado a sus etapas finales, la única opción de tratamiento es un trasplante de corazón.
Debido a que hay muy pocos donantes de corazón, la espera de un trasplante que salve vidas es larga.
Los científicos están ansiosos por encontrar formas de parchear el tejido cardíaco existente para eliminar o posponer la necesidad de un trasplante.
Por ejemplo, si los cirujanos pudieran implantar un material en el corazón, podría formar un andamio temporal para apoyar las células y estimular la reorganización celular.
Esta denominada ingeniería de tejido cardíaco tiene varios problemas; principalmente, los científicos necesitan encontrar un tipo de material que el cuerpo no rechace. Los investigadores ya han probado una variedad de materiales y métodos, pero los candidatos perfectos son las células del cuerpo del paciente.
Bioink y células madre
Durante los últimos años, los investigadores han logrado algunos avances hacia la replicación artificial del tejido humano.
Un grupo de científicos de la Universidad de Tel Aviv en Israel ha llevado este trabajo un paso más allá y ha llevado la ingeniería de tejidos cardíacos a la siguiente etapa.
"Esta es la primera vez que alguien en cualquier lugar ha diseñado e impreso con éxito un corazón completo repleto de células, vasos sanguíneos, ventrículos y cámaras".
Investigador principal Prof. Tal Dvir
Los científicos han diseñado un enfoque innovador que les permite crear lo más parecido a un corazón artificial hasta la fecha.
Su primer paso fue tomar una biopsia de tejido graso del paciente; luego, separaron el material celular del material no celular.
Los investigadores reprogramaron las células del tejido graso para que se convirtieran en células madre pluripotentes, que pueden convertirse en la gama de tipos de células necesarios para hacer crecer un corazón.
El material no celular consta de componentes estructurales, como glicoproteínas y colágeno; los científicos los modificaron para convertirlos en un "bioenlace".
Luego, mezclaron este bioenlace con las células madre. Las células se diferenciaron en células cardíacas o endoteliales (que recubren los vasos sanguíneos), que los científicos podrían usar para crear parches cardíacos, incluidos los vasos sanguíneos.
Describen sus métodos en detalle en un artículo reciente publicado en la revista Ciencia avanzada.
"Del tamaño del corazón de un conejo"
“Este corazón está hecho de células humanas y materiales biológicos específicos del paciente. En nuestro proceso, estos materiales sirven como bioenlaces, sustancias hechas de azúcares y proteínas que pueden usarse para la impresión 3D de modelos de tejidos complejos ”, dice el Prof. Dvir.
Continúa diciendo: “La gente ha logrado imprimir en 3D la estructura de un corazón en el pasado, pero no con células o vasos sanguíneos. Nuestros resultados demuestran el potencial de nuestro enfoque para diseñar el reemplazo personalizado de tejidos y órganos en el futuro ".
Para demostrar el potencial de su técnica, los científicos crearon un corazón pequeño pero anatómicamente preciso, con vasos sanguíneos y células.
"En esta etapa, nuestro corazón 3D es pequeño, del tamaño del corazón de un conejo", dice el profesor Dvir. "Pero los corazones humanos más grandes requieren la misma tecnología".
Vale la pena señalar que esta tecnología aún está muy lejos de poder reemplazar los trasplantes de corazón. Este es solo un paso más en el camino, aunque es un paso bastante grande.
La siguiente tarea crucial, como dice el profesor Dvir, es enseñarles a comportarse como corazones; explica que “necesitan desarrollar aún más el corazón impreso. Las células necesitan formar una capacidad de bombeo; actualmente pueden contratar, pero necesitamos que trabajen juntos ".
"Nuestra esperanza", continúa, "es que tengamos éxito y demostremos la eficacia y utilidad de nuestro método".
Aún queda un largo camino por recorrer, pero los investigadores están entusiasmados con lo lejos que han llegado.
"Quizás, en 10 años, habrá impresores de órganos en los mejores hospitales del mundo, y estos procedimientos se realizarán de forma rutinaria".
Prof. Tal Dvir
