Imprimiendo la vida

Hace relativamente poco, comenzaron a aparecer en los medios de comunicación noticias sobre el innovador invento de la impresora 3D, que es una máquina capaz de realizar "impresiones" de diseños en tres dimensiones, creando piezas o maquetas con volumen a partir de un diseño hecho por ordenador. En la actualidad, son utilizadas para la pre-fabricación de piezas o componentes en sectores como la arquitectura y el diseño industrial. La precisión a la que se está llegando con estas máquinas es extraordinaria y, además, permiten el uso de un gran abanico de materiales como “tinta”. Esta técnica supone un gran avance, principalmente en el sentido de que nos podemos ahorrar el transporte de los objetos, ya que se pueden “escanear” e imprimir en cualquier parte del mundo, pues los archivos a imprimir son digitales (vamos, como un documento de Word que te imprimes en tu casa o en la del vecino).

Entonces, partiendo de la función que estas nuevas impresoras 3D pueden aportar, se planteó su utilización para la creación de órganos o cartílagos pues, como es lógico, éstos son también objetos tridimensionales. Sin embargo, hay un ligero e importante matiz: el material a usar para imprimir han de ser células vivas. Su principal aplicación sería la regeneración y/o reparación funcional de tejidos y órganos dañados. Esto es objeto de investigación en muchos centros como, concretamente en España, el Grupo BIBITE de la Politécnica de Cataluña o del Centro Nacional de Biotecnología del CSIC en Madrid. A nivel internacional, una de las empresas que más está implicada en este campo es Organovo.

¿De qué está formada la tinta con la que se imprime?

La “bio-tinta” que se usa en este tipo de impresoras es bastante especial, pues son células vivas en unas condiciones muy concretas que las hacen perfectas para este tipo de técnica. En esta tinta las células se encuentran en un micro-gel que permite que puedan vivir, dándoles el soporte necesario para ello, y además es maleable, lo que permite la impresión. La suspensión de células de la “bio-tinta” es estable, de forma que las células no sedimentan y se mantienen perfectas para la impresión. Cuando la estructura ya se ha impreso completamente, debe someterse a un periodo de incubación durante un par de meses en el que las células que forman la estructura pasarán actuar como una sola unidad funcional (órgano o tejido) y, mientras tanto, el micro-gel en el que estaban embebidas las células se degradará.

¿Realidad o ficción?

Es posible que esto parezca un tema muy futurista y difícil de alcanzar, pero como a día de hoy los avances se producen con tanta rapidez, “lo que hoy es futuro, mañana será presente”. De hecho, ya se han hecho algunas pruebas de impresión como:

• La formación de vasos sanguíneos artificiales que pueden ayudar a pacientes que se encuentran en la urgente necesidad de un trasplante de órgano.
• La creación de orejas prácticamente idénticas a las naturales a partir de un gel constituido por células vivas.

Vídeo explicativo de la fabricación de orejas mediante impresoras 3D.

Obtenido de YouTube (canal Cienciadictos).

• La fabricación de huesos para el reemplazamiento de los originales dañados, empleando polímeros orgánicos termo-moldeables o materiales cerámicos de última generación que favorecen el desarrollo de células y hueso nuevo. Los polímeros orgánicos son macromoléculas orgánicas formadas por la unión de moléculas más pequeñas llamadas monómeros.

Vídeo explicativo sobre la fabricación de huesos mediante impresoras 3D.

Obtenido de YouTube (canal Cienciadictos).

Lo que se ha hecho de forma más reciente ha sido la impresión de células madre embrionarias (de las que hemos hablado la semana pasada en el blog), gracias a un avance llevado a cabo por la Universidad Heriot Watt de Edimburgo. Esto permitiría la reproducción de cualquier estructura celular para crear cada uno de los distintos tejidos humanos y, por tanto, la generación de órganos íntegros vivos.

Una tecnología con vistas de futuro...

Por lo tanto, la impresión 3D de materiales biológicos abre las puertas a toda una nueva generación de tejidos con la principal finalidad de que puedan aplicarse en trasplantes. Éstos tendrán una mayor posibilidad de no ser rechazados y, además, nos evita la engorrosa y larga espera hasta que aparezca el donante compatible. Por otro lado, también cabe la posibilidad de su empleo en la investigación de nuevas terapias a partir de la creación de muestras de tejidos, pudiendo probar en ellos distintos tratamientos y nuevos fármacos.

Eso sí, una de las preocupaciones que pueden surgir a partir de esto es: ¿aparecerían nuevos problemas éticos? Probablemente sí, pues se podría pensar en cosas como la “fabricación” de seres humanos completos (pues tras muchos avances… ¿quién sabe si podríamos llegar a este punto?), pero los beneficios superan con creces a los contras, por lo que su uso bajo una normativa sería realmente beneficioso. 

Anthony Atala durante la conferencia en TED Talks

Para terminar, por si tienes más curiosidad sobre el tema, te dejamos el link a una conferencia muy interesante impartida por el cirujano Anthony Atala en marzo de 2011 en Longbeach, California. En ella, muestra un experimento en fase inicial que, en un futuro, podría terminar con el problema de la donación de órganos: una impresora 3D que usa células vivas para imprimir un riñón trasplantable. Puedes acceder a ella pulsando aquí.

Referencias
- Printing and Prototyping of Tissues and Scaffolds. Brian Derby. Science 338, 921 (2012).

- Bio-ink for on-demand printing of living cells. Cameron J. Ferris, Kerry J. Gilmore, Stephen Beirne, Donald McCallum. Biomaterials Science, 2013, 1, 224–230.

Gordon G. Wallace*a and Marc in het Panhuis*a,b

- Imágenes obtenidas desde Google.
- Vídeos editados por CienciAdictos, más información sobre las fuentes en: http://www.youtube.com/cienciadictos