Investigador israelí avanza bioimpresión 3D hacia trasplantes de órganos, ‘abriendo la puerta a mejores soluciones’

En el Centro Médico Rambam, científicos están imprimiendo tejido pulmonar vivo a partir de células humanas, con el objetivo de transformar los trasplantes, las pruebas de medicamentos y la medicina personalizada; aunque los órganos completos aún están lejos, los investigadores dicen que el avance podría algún día acabar con las listas de espera.

En un laboratorio del Centro Médico Rambam en Haifa, lejos de los quirófanos y las salas de hospital, se encuentra una máquina que, a primera vista, parece una impresora 3D estándar. Pero una mirada más de cerca revela algo mucho más extraordinario.

En lugar de tinta o plástico, sus cabezales de impresión están cargados con materiales biológicos y células vivas. Capa por capa, construye una pequeña estructura que imita, increíblemente, un pulmón humano.

“Es asombroso. La piel ya es cosa del pasado. El pulmón es lo nuevo”, dijo la Dra. Arbel Artzy-Schnirman, jefa del Centro de Tecnologías de Aplicación Médica en Rambam, quien lidera la investigación.

“Me encantan los pulmones. Tienes que ver esto”, añadió. “Ahora mismo, en nuestra incubadora, tenemos un pequeño recipiente que contiene tejido pulmonar funcional. Hay células que secretan mucosidad y células con estructuras similares a pelos que eliminan la suciedad y las bacterias del aire, tal como en un pulmón humano.”

Señaló que los investigadores han logrado imprimir tejido pulmonar con estas células e incluso observar el movimiento de las diminutas estructuras pilosas bajo un microscopio. Aun así, enfatizó, esto es solo un fragmento de pulmón.

“La superficie de un pulmón humano completo es del tamaño de una cancha de tenis. Actualmente no existe tecnología, que yo sepa, que pueda producir un pulmón entero”, dijo.

### De la ciencia ficción a la realidad

La idea de producir partes del cuerpo humano en un laboratorio puede sonar a ciencia ficción, pero ya está sucediendo. Si bien órganos completos como corazones o riñones aún no están al alcance, los investigadores israelíes ven su trabajo como un paso significativo hacia ese objetivo.

En Rambam, los científicos están trabajando para imprimir tejidos humanos utilizando las propias células de un paciente, crear modelos de enfermedades y probar nuevos medicamentos antes de que lleguen a ensayos en humanos.

“Imprimir tejidos significa entender cómo es un tejido, cómo está construido, qué células contiene y cuáles son sus propiedades”, explicó Artzy-Schnirman. “A partir de ahí, creamos una estructura geométrica en el laboratorio que replica fielmente el tejido original, tanto en forma como en composición celular.”

El objetivo es la funcionalidad. “Queremos que el tejido se comporte como el real, para que pueda ser utilizado y refleje verdaderamente la realidad”, dijo.

### Impresión con materiales vivos

“No es como una impresora doméstica, pero el concepto es similar”, dijo. “En lugar de imprimir en dos dimensiones, imprimimos capa por capa para crear una estructura tridimensional.”

En lugar de tinta, la impresora utiliza sustancias biológicas que forman tejidos humanos, como colágeno, fibronectina y laminina. Al combinar múltiples materiales y tipos de células, los investigadores pueden recrear la complejidad del tejido humano.

“En el cuerpo humano, el tejido no está hecho de un solo tipo de célula”, dijo. “La capacidad de imprimir varios materiales y células simultáneamente nos permite construir esa complejidad.”

Tejido impreso con células vivas creciendo en una incubadora

### Hacia un suministro ilimitado de órganos

Si la tecnología alcanza su máximo potencial, las implicaciones son profundas.

Hoy en día, existe una grave escasez de órganos para trasplante y los pacientes a menudo esperan años. En el futuro, los investigadores esperan que sea posible tomar células de un paciente e imprimir un órgano personalizado, eliminando el riesgo de rechazo inmune.

“Eso sería extraordinario”, dijo Artzy-Schnirman. “También podríamos reemplazar partes de órganos. Por ejemplo, después de un ataque cardíaco, el tejido dañado podría restaurarse imprimiendo tejido nuevo. Lo mismo se aplica a quemaduras, lesiones cutáneas e incluso huesos largos.”

Tales avances podrían ser especialmente significativos en Israel, donde los hospitales han tratado a un gran número de pacientes heridos en los últimos años, muchos con lesiones complejas de tejidos y órganos.

“Hay una necesidad real”, dijo. “La medicina a menudo tiene que ceder. La impresión de tejidos podría abrir la puerta a soluciones mucho mejores.”

### Revolucionando el desarrollo de fármacos

Por ahora, las aplicaciones más inmediatas residen en el desarrollo de fármacos.

“Uno de los mayores desafíos en el desarrollo de fármacos es la toxicidad”, dijo Artzy-Schnirman. “Un fármaco puede resolver un problema, pero dañar el hígado o el corazón. Actualmente no existe una forma sencilla de probar esto.”

La bioimpresión permite a los investigadores crear modelos de tejidos humanos, como tejido hepático o cardíaco, y probar medicamentos en ellos.

“Esto ya está empezando a suceder. Es una verdadera revolución, algo que estamos claramente empezando a desentrañar”, dijo.

La tecnología también podría reducir la dependencia de las pruebas en animales. Si bien no las eliminará por completo, los modelos humanos impresos pueden reducir significativamente la necesidad de tales experimentos.

### Persisten los desafíos

A pesar del progreso, la impresión de órganos completos sigue siendo un gran desafío científico.

Los investigadores deben comprender completamente la estructura de cada órgano, incluyendo su geometría y composición celular, y desarrollar tecnología capaz de replicarla.

Uno de los mayores obstáculos es la creación de vasos sanguíneos dentro del tejido impreso. En el cuerpo humano, cada célula recibe oxígeno y nutrientes a través de vasos cercanos. Replicar este sistema es esencial para integrar el tejido impreso en el cuerpo.

“Este es un desafío que aún no se ha resuelto por completo”, dijo Artzy-Schnirman. “Pero estamos encontrando soluciones que seguirán mejorando.”

### Pequeños pasos hacia un gran avance

Por ahora, los avances son incrementales.

En Rambam, los investigadores ya están imprimiendo tejido cutáneo como parte de una colaboración con el departamento de dermatología del hospital. El objetivo es estudiar las lesiones cutáneas y predecir mejor cuáles pueden volverse cancerosas.

“Podemos imprimir tejido cutáneo sano e introducir células de la lesión de un paciente”, dijo. “Esto nos permite observar el desarrollo en el laboratorio, seguir los cambios y probar las respuestas a diferentes tratamientos.”

Aún no está claro cuándo los órganos completamente funcionales se harán realidad. Podría llevar una década, dos décadas o más.

Pero para los investigadores que trabajan con bioimpresoras hoy, la dirección es clara.

Incluso si comienza con pequeños trozos de tejido creciendo en una incubadora, como muchos avances científicos, esta transformación puede comenzar con algo notablemente pequeño.»