Crean mini hígados funcionales impresos en 3D

Un equipo de científicos desarrolla una técnica de bioimpresión que consigue generar una especie de mini hígados cuyas células mantienen su funcionalidad durante más tiempo que en ensayos anteriores

La generación de órganos artificiales podría ser, en un futuro próximo, una buena solución a los problemas que acarrea el trasplante de órganos tradicional que, además de depender de la disponibilidad de donantes compatibles, puede provocar rechazos en el receptor.

La bioimpresión es una tecnología prometedora, pues consiste en generar órganos y tejidos a medida para cada paciente utilizando sus propias células y apoyándose en la tecnología 3D. Para conseguirlo hay que superar muchos escollos, pues como ya sabemos los órganos vivos son estructuras muy complejas que funcionan conectadas como un todo.

Ahora, un equipo de científicos del Centro de Investigación en Células Madre y Genoma Humano (HUG-CELL) de la Universidad de São Paulo (Brasil) ha conseguido imprimir una especie de mini hígados capaces de llevar a cabo las funciones propias de este órgano como producir proteínas, almacenar vitaminas y secretar bilis. La técnica desarrollada, según describen en un artículo publicado en la revista Biofabrication, permite producir tejido hepático en el laboratorio en solo 90 días y, en el futuro, podría suponer una alternativa real al trasplante de órganos.

No es la primera vez que se produce tejido tisular con tecnología 3D, pero hasta ahora el problema era conseguir que las células mantuvieran su funcionalidad en el tiempo sin perder el contacto entre ellas. Para sortear este escollo, los investigadores cambiaron el enfoque y, en lugar de imprimir células individuales, desarrollaron un método para agruparlas antes de la impresión.

El trabajo combinó técnicas de bioingeniería, como la reprogramación celular y el cultivo de células madre pluripotentes, con bioimpresión 3D. Gracias a esta estrategia, el tejido producido por la bioimpresora mantuvo las funciones hepáticas durante más tiempo del que informaron otros grupos en estudios anteriores.

 

Un hígado completo en 90 días

Las tres etapas que se necesitan para completar el proceso completo son: diferenciación, impresión y maduración. El primer paso consiste en cultivar células sanguíneas del paciente para convertirlas en células madre pluripotentes inducidas, una técnica por la que el japonés Shinya Yamanaka recibió el Premio Nobel de Medicina en el año 2012.Gracias a este proceso, las células adultas regresan al estado embrionario, con el potencial de especializarse y formar parte de cualquier tejido del organismo.

En la siguiente etapa, los científicos indujeron la diferenciación de las células del hígado, y después se agruparon en lo que llamaron ‘esferoides’, que constituyen el tejido como tal y mantienen su funcionalidad durante más tiempo. “Comenzamos el proceso de diferenciación con las células ya agrupadas. Fueron cultivadas en agitación, y los grupos se formaron espontáneamente”, explica Ernesto Goulart, autor principal del estudio. Una vez obtenidos, los esferoides se mezclan con una biotinta – fluido similar a un hidrogel-, y se imprimen. Las estructuras resultantes se someten a un proceso de maduración en cultivo durante 18 días.

Aunque estos hígados aún no son, de momento, de órganos completos, el cambio de enfoque que supone el imprimir estos esferoides o grupos de células ya diferenciados supone un avance prometedor. “En un futuro muy cercano, en lugar de esperar un trasplante de órgano, será posible tomar células del paciente y reprogramarlas para producir un nuevo hígado en el laboratorio”, afirma convencido Mayana Zatz, director del HUG-CELL y firmante del artículo.

Referencia: Goulart et al 2019. 3D bioprinting of liver spheroids derived from human induced pluripotent stem cells sustain liver function and viability in vitro. Biofabrication 12 015010