Científicos israelíes crearon un corazón vivo en un nuevo y revolucionario proceso de impresión en 3D que combina tejido humano tomado de un paciente.
En noviembre, investigadores de la Universidad de Tel Aviv dijeron que inventaron el primer implante de tejido totalmente personalizado diseñado a partir de biomateriales y células de un paciente, allanando el camino para una nueva tecnología que permitiría desarrollar cualquier tipo de implante de tejido a partir de una pequeña biopsia de tejido graso.
Ahora, estos mismos investigadores crearon un verdadero corazón usando su proceso innovador en el Laboratorio de Ingeniería de Tejidos y Medicina Regenerativa dirigido por el profesor Tal Dvir, profesor asociado en el Departamento de Microbiología Molecular y Biotecnología de la Universidad de Tel Aviv.
«Esta es la primera vez que alguien ha diseñado e impreso con éxito un corazón completo con células, vasos sanguíneos, ventrículos y cámaras», dijo el profesor Dvir en una conferencia de prensa dada en la universidad.
El proceso implicó la toma de tejido graso, después de lo cual los materiales celulares se separaron. Las células se reprogramaron para convertirse en células madre pluripotentes y se diferenciaron eficazmente en células cardíacas o endoteliales, mientras la matriz extracelular (MEC), una red tridimensional de macromoléculas extracelulares, como el colágeno y las glicoproteínas, se procesaron en un hidrogel personalizado”, puntualizó la Universidad de Tel Aviv en un comunicado.
Las células diferenciadas se mezclaron con las tintas biológicas y se usaron para imprimir en 3D parches cardiacos compatibles con el sistema inmunitario, específicos para el paciente, con vasos sanguíneos y, posteriormente, un corazón pequeño y completo.
Las enfermedades cardiovasculares son la principal causa de muerte en todo el mundo, según la Organización Mundial de la Salud. Solo en 2016, se estima que 17.9 millones de personas murieron de enfermedades cardíacas, la mayoría debido a un ataque cardíaco y un derrame cerebral.
Actualmente, el trasplante de corazón es el único tratamiento disponible para pacientes con insuficiencia cardíaca en etapa terminal. Y con una escasez de donantes de corazón, este avance científico puede abrir el camino para una posible revolución en el trasplante de órganos y tejidos.
“Este corazón está hecho de células humanas y materiales biológicos específicos del paciente. En nuestro proceso, estos materiales sirven como enlaces biológicos, sustancias hechas de azúcares y proteínas que se pueden usar para la impresión 3D de modelos de tejidos complejos», dijo el profesor Dvir.
“Las personas han logrado imprimir en 3D la estructura de un corazón en el pasado, pero no con células o con vasos sanguíneos. Nuestros resultados demuestran el potencial de nuestro enfoque para la ingeniería de reemplazo personalizado de tejidos y órganos en el futuro», agregó.
La Universidad de Tel Aviv explicó que en el método actual para la ingeniería de tejidos para la medicina regenerativa, las células se aíslan del paciente y se cultivan en biomateriales, sintéticos o naturales, derivados de plantas o animales, para ensamblarse en un tejido funcional. Después del trasplante, pueden inducir una respuesta inmune que puede llevar al rechazo del tejido implantado.
Los pacientes que son receptores de tejidos de ingeniería u otros implantes a menudo requieren tratamiento con inmunosupresores, que pueden poner en peligro la salud del paciente.
Con este desarrollo, “los pacientes ya no tendrán que esperar por los trasplantes o tomar medicamentos para prevenir su rechazo. En su lugar, los órganos necesarios se imprimirán, totalmente personalizados para cada paciente «, dijo la universidad en un comunicado.
El proceso se describió en un artículo titulado «Impresión en 3D de parches y corazones cardíacos personalizados, gruesos y perfundibles», según informó «Advanced Science», una revista científica revisada por expertos.
La investigación para el estudio fue realizada conjuntamente por el profesor Dvir, el doctor Assaf Shapira de la Facultad de Ciencias de la Vida de la Universidad de Tel Aviv, y Nadav Moor, un estudiante de doctorado en el laboratorio.
En su estudio, el equipo trabajó con dos modelos: uno hecho con tejido humano y otro con tejido de rata.
En la rueda de prensa, el profesor Dvir enfatizó que la tecnología «no estará disponible en las clínicas u hospitales mañana, estamos en las primeras etapas de esta tecnología». Pero, dijo, en aproximadamente una década, a medida que la tecnología de impresión 3D evoluciona, los hospitales y clínicas pueden tener estas impresoras en el sitio.
El profesor Dvir explicó que el corazón, actualmente del tamaño de un conejo, deberá someterse a un proceso de maduración en biorreactores, un sistema que soporta un entorno biológicamente activo, para mantener las células vivas y cultivarlas para adaptarse a un corazón de tamaño natural. , mientras les «enseña» a organizarse e interactuar entre sí y lograr la capacidad de bombeo.
Actualmente, dijo, «las células son capaces de contraerse por separado, pero no de bombear».
El proceso de impresión tarda entre 3 y 4 horas, pero el proceso de maduración dura aproximadamente un mes, después de lo cual los científicos comenzarán a realizar pruebas en animales pequeños, como conejos y ratas.
El doctor Shapira dijo a NoCamels que los científicos imprimirán en 3D corazones para estos respectivos animales de sus propios tejidos, después de lo cual realizarán trasplantes y comenzarán los ensayos clínicos.
Artículos Relacionados: