Novedades en 3D Bioprinting

   Recientemente, multitud de medios se han hecho eco de una noticia que no puede pasar desapercibida, ni por su novedoso contenido, ni por el amplio abanico de posibilidades que abre de cara a futuras investigaciones. La noticia en cuestión se refería a la creación de huesos, cartílagos y músculos mediante impresoras 3D.

   Como es lógico, semejante titular no me dejó indiferente, por lo que me animé a indagar un poco más sobre la impresión biológica en 3D (o 3D Bioprinting), con el objetivo de compartir en el blog los sorprendentes avances que esta nueva tecnología aporta.

  La bio-impresión 3D surge de la puesta en común de biología, creación de biomateriales y tecnologías de fabricación aditiva. Básicamente consiste en imprimir células (en vez de plástico, metal, comida,…) para conformar tejidos tridimensionales. Estos modelos en 3D, en vez de diseñarse mediante programas de ordenador, se generan mediante las resonancias magnéticas funcionales que se hacen comúnmente en los hospitales. Una vez impreso el tejido o, en un futuro, el órgano, éste debe ir de forma inmediata a una incubadora para que así empiece a trabajar como un órgano real. Además, el hecho de poder emplear células madre hace posible que, en un futuro no muy lejano, se puedan trasplantar órganos personalizados sin rechazo, solucionando así el problema de las listas de espera y acabando con la escasez de órganos para trasplantes existente hoy en día.

   Pese a lo sublime que resulta esta tecnología, los expertos coinciden en que aún quedan algunos años para poder implantarla en el día a día de los centros médicos. Sin embargo, algunas empresas como Organovo han desarrollado bio-impresoras 3D capaces de crear órganos que, si bien hoy por hoy no son aptos para ser trasplantados en humanos, ya se están empleando con éxito en tareas de experimentación de nuevos fármacos y tratamientos. A modo de anécdota, uno de estos órganos impresos fue un hígado capaz de sobrevivir 40 días. Adjunto una infografía donde se puede ver, a grandes rasgos, el proceso de impresión biológica llevado a cabo por el equipo médico de Organovo.

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Componentes principales empleados: células madre, gel a base de agua inerte, que sirve de sustento de éstas, y bio-impresora NovoGen de Organovo.

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Creación del cartucho de tinta biológica a base de células madre previamente cultivadas.

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Proceso de impresión, donde la bioprinter deposita de forma iterativa la bio-tinta sobre capas de hidrogel, conformando así el tejido. Posteriormente, dicho tejido sufre un proceso de maduración que dura varias semanas antes de poder ser utilizado para aplicaciones médicas.

   Una de las instituciones que más avances aporta a la ingeniería de tejidos es el Wake Forest Institute for Regenerative Medicine, dirigido por Anthony Atala, y que han sido capaces de desarrollar una bio-impresora que en vez de cosas, imprime estructuras vivas y se llama ITOP, o sistema integrado de impresión de tejidos y órganos, por sus siglas en inglés. Con ella llegaron a imprimir precursores de fibras musculares, cartílagos e incluso partes óseas, que ya han sido probadas en animales con éxito, hasta el punto de conseguir proliferación celular capaz de generar nuevos tejidos.

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Porción de mandíbula (estructura ósea) y oreja (estructura de cartílago) impresas por el sistema ITOP, desarrollado por Wake Forest Institute for Regenerative Medicine.

   Por último, me gustaría compartir la ponencia que el propio Dr. Atala dio en un TED allá por 2011, donde ya presentaba las investigaciones llevadas a cabo por su grupo de trabajo y donde se presentó , entre otros órganos, el primer riñón (no a escala) obtenido a base de células impresas. Sin duda, un claro ejemplo de cómo la impresión 3D puede ayudar a revolucionar el campo de la medicina regenerativa y que abre, en mi humilde opinión, un  sinfín de nuevos horizontes para la humanidad en general.

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Fases en el proceso de la impresión biológica 3D de tejidos.

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Muestra de algunos órganos impresos en 3D.

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