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¿Podríamos hacer nuevos órganos?
Ahora mismo, más que 120.000 personas en los Estados Unidos requieren un trasplante de órganos para sobrevivir, pero hay muchos menos donantes; en enero, por ejemplo, solo se realizaron 2577 trasplantes. Es por eso que algunos científicos han estado explorando la posibilidad de utilizar la impresión 3D o tecnologías relacionadas para fabricar órganos en cuestión de días. Esto no solo reduciría la brecha entre la oferta y la demanda, sino que podría eliminar por completo la necesidad de donantes. Y si se construyen con las propias células del paciente, los órganos imprimibles también podrían reducir el riesgo de rechazo del trasplante.
Los científicos no están cerca de este objetivo, pero están dando pasos en la dirección correcta, como imprimir modelos precisos de formas de órganos y construir conductos para el flujo sanguíneo.
Bio-tintas
La investigación sobre órganos imprimibles se enmarca en el campo más amplio de la bioimpresión: la impresión de cualquier estructura viva hecha de células. El nivel más básico de diseño de órganos comienza con un tejido impreso muy delgado que se puede usar para crear un andamio, un modelo de un órgano que aún no puede funcionar por sí solo, pero es más que una simple réplica de plástico. En sus inicios, los andamios impresos estaban hechos de un material sintético, y más tarde se agregaron células vivas. Pero a principios de la década de 2000, Anthony Atala, director del Wake Forest Institute for Regenerative Medicine, ayudó a agilizar este proceso mediante el desarrollo de una impresora 3D que podía depositar el modelo sintético de goma con tejido ya cubierto.
A medida que avanza la investigación de bioimpresión, el principal desafío ya no es solo crear estas estructuras similares a órganos, sino mantenerlas vivas. Las células se incorporan en tintas biológicas que se imprimen capa por capa para crear una franja de tejido vivo. Es la misma idea detrás del movimiento de ida y vuelta de un cartucho de tinta en una impresora tradicional. Pero solo las células impresas en las capas más externas del tejido pueden acceder libremente al oxígeno y expulsar los desechos, procesos vitales para la supervivencia celular. Las células de las capas más internas se sofocan y mueren.
La solución es imprimir no solo un andamio, sino también la vasculatura de un tejido, un sistema de vías cada vez más pequeñas que pueden llegar a las capas más internas de las células, suministrando sangre y oxígeno y eliminando los desechos.
Progreso incremental
En 2014, Jennifer Lewis, profesora de ingeniería de inspiración biológica en la Universidad de Harvard, comenzó con éxito a imprimir vasculatura en su laboratorio. El enfoque principal de la investigación de Lewis por ahora es el uso de tejido impreso en 3D equipado con vasos sanguíneos para probar fármacos potenciales en busca de toxicidad química en tejido vivo.
Con la esperanza de dar otro paso hacia la impresión de un órgano en pleno funcionamiento, Lewis está trabajando en la impresión de pequeñas regiones de órganos. En este momento, está diseñando nefronas, las diminutas unidades que forman el riñón: permiten que el órgano elimine los desechos del cuerpo y filtre la sangre, entre otros procesos vitales. Antes de que Lewis pueda imprimir un riñón, tiene que descubrir cómo imprimir una sola nefrona. Pero eso es, en el mejor de los casos, solo una millonésima parte de un riñón, advierte. Esa es la escala en la que se encuentra este campo en este momento.
Personalmente, creo que en este momento de la historia, la impresión de órganos es como un tiro a la luna, dice Lewis. Deberíamos conducir hacia ese objetivo, sin duda, pero estamos lejos. Estamos muy lejos.
La comida para llevar:
En el mejor de los casos, pasarán décadas antes de que un órgano impreso sintético pueda trasplantarse a un ser humano.
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