Organos artificiales: órganos in vitro e impresoras 3D

Alrededor de la mitad de todas las personas que necesitan un trasplante mueren mientras están en lista de espera, lo que aumenta la presión sobre los investigadores para desarrollar otras fuentes de órganos y tejidos: cultivo de tejidos y órganos, órganos artificiales,  utilización de células madre.

Los avances en la creación de órganos in vitro y en la creación de tejidos celulares con impresoras 3D, están logrando importantes avances en la creación de órganos artificiales.

En los últimos años están  construyéndose órganos in vitro con células madre vivas cultivadas en una matriz natural o artificial, sobre un andamiaje de fibras de colágeno. La técnica empleada, la “descelularización” consiste en la extracción de las células de un órgano de un individuo muerto, dejando sólo el “andamiaje” de los tejidos internos, de forma que esta estructura se va repoblando con células del paciente, hasta lograr un órgano compatible creado en un laboratorio. El procedimiento sigue con un agitado y ruptura de las membranas celulares, tratar el tejido aislado con un fluido para lavar el material celular y dejar sólo la matriz extracelular y posteriormente comenzar a repoblar el órgano, mientras mantenemos el órgano en un fluido que imita las condiciones del paciente.

Estos órganos artificiales, nos evitan un gran problema como es el de los rechazos, ya que son células del propio individuo y si en poco tiempo somos capaces de producirlos de una forma segura, podríamos estar hablando de una posible solución a problemas sanitarios, con la obtención de una nueva fuente de órganos, además de los trasplantes (llegar a no depender de los trasplantes, es algo que de momento sería de ciencia ficción).

En 2006 el experto en ingeniería tisular, Anthony Atala, director del Instituto de Medicina Regenerativa de la Universidad Wake Forest, presentó una vejiga artificial,  que se puso en 7 pacientes. Para hacer la vejiga, se extrajeron células de los propios pacientes que fueron cultivadas y modificadas para poder regenerar ese tejido y posteriormente volver a ponerlo en el paciente.

En  2010, se conoció que se había logrado un hígado y un corazón artificial en ratones, con un notable éxito. En el tejido se logró construirlo al injertado de células hepáticas sanas en la estructura de un hígado dañado, algo que parece sencillo, pero es muy complejo debido a las funciones metabólicas que tiene dicho órgano.

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En cuanto al corazón, se repobló un corazón vacío de una rata muerta con células cardíacas de ratas recién nacidas. A los 4 días el órgano, comenzó a contraerse y a los 8 días ya latía con normalidad. En la siguiente imagen, en el lado izquierdo una imagen de un corazón de un fallecido y en el derecho, el de un corazón descelularizado.

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En Abril de 2013, se anunció la creación riñones de rata capaces de generar orina con este mismo sistema.

La revolución: Las impresoras 3D

Las impresoras 3D pueden usar como materiales células madre embrionarias o bio ink , una solución que contiene entre 10.000 y 30.000 células a las que un láser les da forma según lo que se quiera crear, con los que podemos crear tejidos vivos en laboratorio y poder reproducirlos punto por punto y con diferentes capas para crear estructuras en 3D como serían los órganos que conocemos, con células del propio paciente, reduciendo las posibilidades de rechazo.

Un ejemplo  ha sido el de Kaiba Gionfriddo, un bebé estadounidense de un año ocho meses que nació con una traquea que no dejaba pasar correctamente el oxígeno a sus pulmones y gracias a la una impresora 3D se pudo crear un tubo tráquea para el bebe, con un plástico bioasimilable que a los 3 años será asimilado por el cuerpo y evitará la cirugía para retirar esta pieza artificial.


Otro ejemplo, fue el de investigadores de la Universidad Wake Forest que habían logrado crear un tejido cartilaginoso, empleando células de la oreja de un conejo y mediante una impresora y una máquina de electrohilado o electrospinning, se logró crear un tejido cartilaginoso compuesto de material sintético y biológico.

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