Les bioimpressores obren el camí a la creació d'òrgans en 3D

El cor que ha patit un infart queda marcat per sempre. Encara que el pacient es recuperi, les cèl·lules de la part que es va veure privada d’irrigació i es va quedar sense oxigen van morir i no tornaran mai més a la vida. A diferència d’altres teixits, no es formen noves cèl·lules. En els casos més greus no hi haurà més remei que acudir a un trasplantament.

    

En els últims anys, no obstant, comença a entreveure’s la possibilitat de crear teixits de reemplaçament o fins i tot òrgans complets gràcies al desenvolupament de noves tecnologies com són les bioimpressores en tres dimensions (3D). «Si els avanços segueixen a aquest ritme no és forassenyat pensar que a curt termini podrem imprimir teixits aptes per a trasplantaments», explica Núria Montserrat, investigadora de l’Institut de Bioenginyeria de Catalunya (IBEC), a Barcelona. Guardant les distàncies, com explica Montserrat, les bioimpressores es converteixen en una espècie de «mànega de pastisseria» que permet col·locar cèl·lules en tres dimensions i, si es disposa d’un motllo adequat, crear formes.

EL PES DE LES BIOTINTES

Disposar de les cèl·lules no és el principal escull ja que tecnologies clàssiques com la citometria de flux i els marcadors per fluorescència permeten aïllar milions de cèl·lules i seleccionar els tipus que són necessaris per a cada tipus d’òrgan. No obstant, per aconseguir les estructures en 3D és necessari barrejar cèl·lules mare amb diversos materials (factors de creixement i altres molècules) que afavoreixen la unió i fins i tot incentiven la posterior especialització, il·lustra Montserrat. Són el que es coneix com a biotintes. «Conceptualment –afegeix–, en les bioimpressores és com si canviéssim la tinta per cèl·lules, però barrejades amb alguna cosa que els confereix viscositat». Les tintes, no obstant, no canvien el destí de les cèl·lules mare.

    

La biòloga Núria Montserrat, que dirigeix a l’IBEC un grup propi sobre cèl·lules mare pluripotents, treballa en aquesta línia per aconseguir crear empelts cardíacs que puguin substituir les zones mortes dels cors que han sofert un infart. També desenvolupa una línia similar amb teixits de ronyó. Gran part de les recerques estan sufragades per una beca Starting Grant de l’European Research Council (ERC).

    

Des de fa anys es cultiva pell i cartílag, per exemple, però els òrgans funcionals són un pas més enllà. «Actualment podem imprimir una orella humana d’una sola peça, ja que és una estructura formada fonamentalment per cartílag i que gairebé no té vasos sanguinis –diu la investigadora–, però la cosa es complica quan volem imprimir una estructura semblant al cor, que alberga quatre tipus cel·lulars diferents (cardiomiòcits, fibroblastos cardíacs, cèl·lules endotelials i cèl·lules vasculars) amb diverses funcions i complexos mecanismes mecànics i elèctrics.

    

El cor, a més, està compost per un entramat de vasos sanguinis que compliquen encara més la possibilitat de reproduir-lo en un laboratori». Un dels reptes és aconseguir la vascularització, la connexió dels vasos.

    

Per aconseguir les bastimentades on col·locar les cèl·lules, una de les opcions és mitjançant un procés conegut com a descel·lularització. «Eliminem totes les cèl·lules d’un òrgan i ens quedem únicament amb la matriu, l’estructura inerta que les sosté. És com si fos una esponja seca amb col·lagen i elastina», explica Montserrat. Els motllos es poden obtenir de donants morts. Així mateix, una bastimentada similar es pot aconseguir processant els materials que formen els òrgans descel·lularitzats i col·locant-los en una bioimpressora programada per crear una nova estructura en 3D. Si el material és biodegradable, una vegada es deteriora queden les cèl·lules amb la forma desitjada.

MATRIU DESCEL·LULARITZADA

Notícies relacionades

¿Què són les tempestes solars?

Aquestes són les feines que porten més infelicitat

En aquesta bastimentada es poden cultivar cèl·lules pluripotents, que són aquelles cèl·lules que encara no tenen una funció definida i, per tant, se les pot guiar perquè es diferenciïn en el tipus cel·lular que interessa.

    En un estudi dut a terme per l’IBEC, en col·laboració amb l’Hospital Gregorio Marañón de Madrid i dos grups nord-americans, es va comprovar que les cèl·lules mare col·locades dins d’una matriu descel·lularitzada de cor humà mostraven un grau més elevat de diferenciació cardíaca en comparació amb les cèl·lules posades simplement en plaques de cultiu. És sorprenent observar com els cultius, que bateguen a les plaques de petri, mantenen aquestes propietats quan són disposades en motllos de 3D.