¿Estamos más cerca de crear órganos en el laboratorio gracias a la medicina regenerativa?
La ingeniería de tejidos y los avances en la bioimpresión 3D abren la puerta a la creación de órganos humanos que aún están lejos de la práctica clínica, pero ofrece otros hitos en la regeneración de tejidos que ya son una realidad
A finales del mes de enero la comunidad científica sorprendió al mundo con los “parches” que han permitido regenerar corazones dañados en primates no humanos y ya se han empezado a implantar en humanos. La investigación demuestra que el uso de esos “parches”, aloinjertos de músculo cardiaco creados a partir de células madre pluripotentes inducidas, reparó lesiones en el corazón: se integraron en el tejido cardiaco del receptor y se observó que mejoró significativamente la función cardiaca1.
Es un ejemplo de lo que la medicina regenerativa está consiguiendo y su potencial desarrollo en el futuro, que ya empieza a verse en el presente, con la creación de organoides a partir de células madre y técnicas de bioingeniería para profundizar en el conocimiento de las enfermedades y sus posibles tratamientos, o la utilización de cultivos de piel artificial personalizados en grandes quemados en hospitales españoles2.
Uno de los grandes objetivos de la medicina regenerativa es el desarrollo de órganos humanos para dar respuesta a la alta demanda de trasplantes, cuyos receptores tienen que esperar para poder recibir un órgano de donante. La investigación en este campo requiere la colaboración de disciplinas como la medicina molecular, la bioingeniería, la ingeniería de materiales y la impresión tridimensional.
La medicina regenerativa se ha convertido en ámbito de investigación y desarrollo amplio que se refiere a dos grandes áreas:
La ingeniería de tejidos, que permite desarrollar biomateriales e investiga la combinación de “andamios” entendidos como estructuras que den soporte al crecimiento de células madre y moléculas biológicamente activas para conseguir tejidos funcionales. El fin de estos tejidos no es solamente su implantación en pacientes, también es la investigación de enfermedades concretas que afectan a cada tipo de tejido, órgano o sistema al que pertenecen. Su utilidad se extiende al desarrollo de fármacos, ya que pueden ayudar a seleccionar moléculas, al desarrollo de ensayos preclínicos y a avanzar en la medicina personalizada3.
La bioimpresión 3D, una herramienta tecnológica que está permitiendo acelerar la investigación en el mundo de la ingeniería de tejidos. En este caso, en vez de imprimir piezas de plástico o de metal, estas bioimpresoras utilizan materiales biocompatibles, biotintas con células vivas, factores de crecimiento, hidrogeles y otros biomateriales para imprimir esos “andamios” o matrices para construir capa a capa el tejido en tres dimensiones hasta conformar una estructural con los mecanismos y la fisiología de los tejidos humanos4.
Tanto en uno como en otro campo, que están muy relacionados, el fin último es conseguir que el cuerpo regenere por sí mismo tejidos y órganos que están enfermos a partir de estos estímulos artificiales o contar directamente con órganos desarrollados en el laboratorio para poder implantarlos y sustituir a los que ya no funcionan5.
La idea de crear órganos funcionales en el laboratorio no deja de ser uno de los aspectos más llamativos de la medicina regenerativa, pero su consecución aún está lejos de ser una realidad en la práctica clínica. Sin embargo, las terapias celulares también forman parte del amplio campo de la medicina regenerativa y estas sí son una realidad. Terapias basadas en muchos casos en células madre, la materia prima clave de la medicina regenerativa. Las terapias celulares inyectan o implantan células vivas en un paciente para conseguir un efecto terapéutico y regenerar tejidos. Un ejemplo es el uso de células madre para regenerar cartílago.
Retos de la bioimpresión 3D
La bioimpresión 3D tiene una alta complejidad y su éxito depende de los tipos de células que se utilicen, de los materiales que se elijan, de los factores de crecimiento y diferenciación para esas células, y otros retos técnicos que implica la construcción de tejidos. Aunque esta herramienta estrechamente vinculada a la ingeniería de tejidos avanza rápido, aún se encuentra en etapa preclínica.
Una reciente revisión, evaluó ensayos que trabajaban en la bioimpresión de modelos in vitro a partir de células autólogas para crear tejidos con el fin de estudiar enfermedades como el cáncer. Otros ensayos trabajaban en el desarrollo de tejidos bioimpresos con el fin de implantarlos en un futuro. Tejidos que incluían vasos sanguíneos, apósitos para heridas, modelos de oído externo y de tráquea. Sus autores concluían que la bioimpresión “aún se encuentra en las primeras etapas de investigación clínica” y consideraban necesarios “informes más estandarizados de la información relacionada con la bioimpresión para mejorar la transparencia y la replicabilidad de la investigación”6.
Otra investigación en torno al potencial y las limitaciones de la bioimpresión 3D de tejidos señala que aún hay que ver cómo aumentar la densidad celular en las estructuras impresas, ya que actualmente es inferior a la del organismo humano. A su vez, señala que hay que adaptar la tecnología a las características específicas de cada tipo de tejido, puesto que no todos tienen la misma composición ni estructura; y trasladar estas soluciones del laboratorio a la práctica clínica, para permitir la regeneración de tejidos directamente en el paciente7.
3Ingeniería de Tejidos y Medicina Regenerativa. Instituto Nacional de Imagen Biomédica y Bioingenieria (NIBIB, en sus siglas en inglés) de Estados Unidos. Ingeniería de Tejidos y Medicina Regenerativa
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