Crean un corazón impreso en 3D con tejido humano

El trabajo supone un hito en medicina regenerativa aunque aún quedan muchos escollos por superar. En este caso, las células del corazón pueden latir pero no bombear.

Mucho ha llovido desde que, en 1967, el equipo de Christiaan Barnard llevara a cabo en un hospital de Sudáfrica el primer trasplante de corazón de la historia. Desde aquel hito en la historia de la medicina, las técnicas de trasplante de órganos han evolucionado muchísimo, pero sigue habiendo grandes escollos: la disponibilidad de donantes y el rechazo de los órganos trasplantados.

Las investigaciones actuales van un paso más allá, y los expertos ya auguran que en un futuro no muy lejano, los órganos trasplantados no procederán de donantes  compatibles sino del organismo del propio individuo. Serán órganos creados a partir de su tejido e impresos con tecnología 3D, como ya se hace en muchas prótesis. Pero, para que esta idea deje de ser ciencia ficción, aún hay que superar muchos escollos: un órgano no es un mero amasijo de células, sino que tiene una estructura y un funcionamiento muy complejos, algo que no es tan sencillo de imitar en el laboratorio. Hasta ahora, ‘tan solo’ se habían logrado imprimir tejidos simples sin vasos sanguíneos.

Un equipo de científicos de la Universidad de Tel Aviv ha dado un paso más y acaba de anunciar la creación, a partir de tejidos humanos, de un  corazón impreso en 3D que es capaz de palpitar por sí mismo. “Se trata del primer corazón impreso que está lleno de células, vasos sanguíneos, ventrículos y cámaras”, ha explicado Tal Dvir, director de la investigación. “Este corazón está hecho de células humanas y materiales biológicos del paciente”.

Para conseguirlo, se tomó una biopsia de tejido graso de los pacientes elegidos y se procedió a separar los materiales celulares de la matriz extracelular, que contiene elementos como colágeno y glicoproteínas. Dichos compuestos se usaron para fabricar un hidrogel personalizado que sirvió como ‘tinta’ de impresión. Y es que uno de los problemas que presenta la impresión 3D de órganos es que estos se componen de tejido blando, y los materiales colapsan bajo su propio peso, así que es necesario fabricar un hidrogel que proporcione un soporte estructural adecuado.

Por otro lado, las células extraídas de los pacientes se reprogramaron para convertirse en células madre pluripotentes. Tras mezclarse con el hidrogel, se diferenciaron en células cardiacas y endoteliales, compatibles con el sistema inmunitario de cada paciente y con vasos sanguíneos. El uso de ‘materia prima’ específica de cada individuo es, según los autores del trabajo, fundamental para finalizar el proceso con éxito. “La biocompatibilidad de los materiales diseñados es crucial para eliminar el riesgo de rechazo de implantes, algo que pone en peligro el éxito de los tratamientos", explica Dvir. "Idealmente, el biomaterial debe poseer las mismas propiedades bioquímicas, mecánicas y topográficas de los tejidos del propio paciente”.

 

Un largo camino por recorrer

Aunque los avances en medicina regenerativa son prometedores, aún no es momento de echar las campanas al vuelo. En este caso, todavía queda pendiente ‘enseñar’ al corazón a funcionar como un órgano, ya que sus células palpitan, pero no laten. “Pueden contraerse, pero no tienen capacidad de bombeo, necesitamos que trabajen juntas”. Otro de los retos es conseguir un corazón de tamaño similar al humano (el fabricado por los científicos israelíes tienen las dimensiones del de un conejo) y empezar a probar los órganos en modelos animales.

Aun así, hay motivos para la esperanza.  "Tal vez, en diez años, habrá impresoras de órganos en los mejores hospitales del mundo, y estos procedimientos se realizarán de forma rutinaria", concluye el investigador.

Referencia: Noor et al. 2019. 3D Printing of Personalized Thick and Perfusable Cardiac Patches and Hearts. Advanced Science DOI: 10.1002/advs.201900344

Foto: Advanced Science. © 2019 The Authors.

Victoria González

Victoria González

Bióloga de bota. Tengo los pies en la tierra y la cabeza llena de pájaros. De mayor quiero ser periodista.

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