minihígado 3D
Minihígado creado con impresión 3D. Imagen del vídeo de la Agencia FAPESP.

Científicos brasileños han logrado diseñar minihígados a partir de células sanguíneas humanas con impresión 3D en tan solo 90 días. Estos órganos hepáticos son capaces de ejercer funciones metabólicas propias de este órgano como producir ciertas proteínas vitales, así como secretar y almacenar ciertas sustancias. Cada año mueren cerca de dos millones de personas por insuficiencia hepática.

“Los minihígados son solo una pequeña fracción de un hígado humano normal. Pesan alrededor de 0,5 gramos, mientras que uno humano adulto pesa alrededor de 1.500 gramos”, ha precisado Ernesto Goulart, primer autor del artículo publicado en la revista Biofabrication, doctorando del Centro de Investigación del Genoma Humano y Células Madre (CEGH-CEL) de la Universidad de São Paulo (Brasil).

“Fuimos el primer grupo en producir un hígado bioimpreso humano completamente funcional, derivado enteramente de la misma muestra de sangre de un donante humano”, ha presumido Goulart. En España, un equipo de investigadores del Hospital 12 de Octubre creó en 2013 un minihígado a partir de células madre de la placenta.

Con este hallazgo se aproxima el futuro en el que, en lugar de esperar por un trasplante de órgano, se podrán emplear células de la propia persona y reprogramarlas para construir un nuevo hígado en el laboratorio. Una alternativa para los pacientes con enfermedad hepática en etapa final que actualmente se encuentran en lista de espera para un trasplante de órgano. “Esto podría eventualmente reducir la brecha entre los donantes disponibles y la demanda de trasplantes de órganos”, ha añadido. El científico prevé que estos hígados impresos serán una alternativa real en 8 o 12 años.

Minihígado creado con impresión 3D. Vídeo de la Agencia FAPESP.

Durante 28 años consecutivos, España ha sido líder mundial en donación y trasplantes de órganos. En 2019 alcanzó los 48,9 donantes por millón de población (p.m.p), con un total de 2.301 donantes, lo que permitió realizar 5.449 trasplantes de órganos, de los cuales 1.227 fueron hepáticos, según la Organización Nacional de Trasplantes. En el mundo, los trasplantes aumentaron un 2,3 % respecto al año anterior. 

“Estamos buscando formas de aumentar la producción de minihígados. Hemos hecho algunos progresos pero seguimos buscando inversores para financiar esta nueva era del proyecto”, ha precisado Goulart. 

También ha señalado que es posible aplicar este método en la producción de otro tipo de órganos. “Hay varios grupos en el mundo trabajando en la bioimpresión de diferentes órganos y tejidos”.

Minihígados en 90 días

El proceso completo, desde la extracción de sangre del paciente, hasta la obtención del tejido funcional, ha tardado 90 días. Este puede dividirse en tres etapas: diferenciación, impresión y maduración.

Primero, los investigadores reprogramaron las células sanguíneas para que volvieran a un estadio de pluripotencia propio de las células madres y fueran capaces de generar la mayoría de los tejidos (en 2012 Shinya Yamanaka y John Gurdon fueron galardonados con el Premio Nobel de Medicina por haber generado las células madre pluripotentes o iPS).

Luego, les indujeron su diferenciación, con lo que estas células pluripotentes se transformaron en células del tejido hepático. Para esto, los científicos desarrollaron una manera de agruparlas antes de la impresión, en lugar de imprimir las células individualizadas. Estas esferoides o “grumitos” constituyen el tejido y evitan la pérdida paulatina del contacto entre las células, el principal problema en la mayoría de las técnicas de bioimpresión de tejidos humanos. Con ello, mantienen la funcionalidad del tejido.

Después, se mezclaron las células con la biotinta (una especie de hidrogel), y se imprimieron. Las estructuras resultantes pasaron por un periodo de maduración en un cultivo in vitro durante 18 días. Los investigadores utilizaron como materia prima las células sanguíneas de tres voluntarios.

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