Hace unos meses te contábamos cómo un grupo de investigadores había conseguido crear a través de cultivos celulares la primera hamburguesa hecha completamente en un laboratorio.
Esta es una de las tantas opciones que tiene la ingeniería de tejidos, y hoy vamos a descubrir otra, ¿nos acompañas?
La medicina regenerativa es sin duda uno de los campos más escalables de la biomedicina. Es el proceso de producción de células o tejidos vivos y funcionales para reparar o sustituir tejidos u órganos cuya función se ha perdido debido a la edad, enfermedades y daños o defectos genéticos, devolviéndoles la funcionalidad.
Es un área de la ciencia esencial, porque actualmente mucha gente depende de una donación, y la medicina regenerativa es capaz de generar los órganos necesarios para sustituir esta carencia.
Durante el trasplante de órganos tenemos que inmunosuprimir al paciente (aletargar su sistema inmune durante un tiempo) para evitar el rechazo del órgano, lo cual supone riesgo de infección y muerte al no poder su sistema inmune luchar contra patógenos externos. El hecho de poder crear un tejido o órgano con células del propio paciente evitaría esta inmunosupresión.
Otras terapias como la reconstrucción y el uso de fármacos no son suficientes y exitosas así que necesitamos soluciones. Además, la medicina genética se puede combinar con ingeniería genética para corregir errores de tipo genético en las células del paciente.
La medicina regenerativa tiene 2 ramas que incluyen la terapia celular, que supone modificación de las propias células (pueden ser del paciente o no), multiplicarlas, modificarlas por ingeniería genética e introducirlas de nuevo en el paciente para solucionar el problema y la ingeniería de tejidos, formación de tejidos en el laboratorio por ejemplo crear un trozo de piel o de corazón.
Ingeniería de tejidos o cómo evitar la inmunosupresión en trasplantes
Supongamos que tenemos un paciente con un infarto y con media parte del corazón inactiva.
La ingeniería de tejidos propone realizar una biopsia del corazón del paciente e intentar extraer células madre (o inducirlas) y crecerlas en cultivo.
Cuando se tienen suficientes células estas deben sembrarse en unas estructuras 3D con unas condiciones adecuadas para intentar simular el órgano, en este andamio 3D encontramos un montón de moléculas de señalización, de crecimiento y de diferenciación, que indican a la célula madre a qué tipo celular deben diferenciarse.
A partir de ahí se observa cómo crecen y cómo, con las señales adecuadas, van a ir formando lo que se conoce como organoide que es un tejido muy primario básico que empieza a desarrollarse como una especie de órgano.
A partir de aquí casi todo es ciencia ficción, a día de hoy no se ha conseguido seguir adelante, en un futuro será posible crear en biorreactores órganos completos funcionales que seamos capaces de devolver a un paciente y recuperar su función.
¿Por qué aun no fabricamos órganos?
La principal complicación llega cuando el tejido comienza a aumentar su tamaño, las células que están en el centro necesitan también que lleguen a ellas los capilares sanguíneos para obtener nutrientes y eliminar deshechos.
Una de las soluciones propuestas actualmente es sembrar a la vez células que formen vasos sanguíneos, de forma que a medida que se forma el tejido se forman también vasos sanguíneos.
Otra alternativa es, cuando el tejido es pequeño, comenzar a implantarlo, porque la vascularización in vivo es más rápida, el problema en este caso es que con la mayoría de los tejidos no puedo estar continuamente abriendo al paciente para implantarle tejido. Con otros tejidos, como la piel, sí sería viable esta opción.
Sin embargo, todo esto nos ha servido para desarrollar la fabricación de órganos fantasma. ¿Órganos fantasma?
Órganos fantasma, el futuro de la medicina regenerativa
La generación de órganos descelularizados u órganos fantasma es uno de los grandes avances de la biomedicina en los últimos 10 años.
En esta técnica se utiliza el órgano de interés de un cadáver, al cual se le eliminan todas las células, y sólo se mantiene el soporte celular, la matriz donde estas células estaban unidas, además de todo el sistema vascular.
Lo que hay que conseguir entonces es añadir las células del paciente que necesita el trasplante del órgano para recuperar la funcionalidad del órgano. ¡Esto ya se ha conseguido en modelos animales!
Añadir las células del paciente (recelularizar) órganos pequeños, como son las válvulas del corazón, es fácil, pero órganos más complejos, como el corazón completo, es un poco más complicado.
Una vez se recelulariza el órgano, se mantiene en una máquina que simula las condiciones que se producen en el desarrollo embrionario, estas máquinas se conocen como biorreactores. Los biorreactores son aparatos complejos que se utilizan con diferentes condiciones para “cultivar” el órgano que nos interesa.
Aunque actualmente aún queda camino por recorrer, la ingeniería de tejidos en la medicina regenerativa es sin duda una de las áreas con más potencial, y de la cuál se han desarrollado otras técnicas como la impresión 3D de órganos.
