El corazón fabricado en una impresora 3D en la Universidad de Tel Aviv
La conciencia sobre la importancia de donar órganos crece sin parar y periódicamente se conocen nuevas noticias sobre revolucionarios trasplantes de órganos mecánicos. Sin embargo, miles de personas mueren cada día esperando el órgano que les salve la vida, porque donantes hay todavía pocos y los implementos mecánicos cuestan fortunas.
Silenciosamente, en universidades y laboratorios de todo el mundo se viene trabajando en una práctica que podría, en el futuro, cambiar radicalmente el escenario y ofrecer esperanza a aquellos que necesitan un trasplante. Entre esas universidades, varias se encuentran en Israel, adonde no pasan muchas semanas para que se difunda una nueva maravilla realizada con el elemento que, esperan, hará que los órganos para trasplantes sean más comunes y accesibles: la impresora 3D.
Y, entre esos avances, hay uno que acaba de sacudir a la medicina: la impresión de órganos 3D a partir de materiales obtenidos a través de una biopsia del cuerpo del propio paciente.
A mediados de abril, la Universidad de Tel Aviv anunció que uno de sus equipos de investigadores había logrado un «gran hito médico», la impresión del primer corazón 3Dutilizando las células y los materiales biológicos del paciente, incluyendo los vasos sanguíneos, una verdadera novedad en medicina regenerativa.
Al generarse a partir de los materiales biológicos del propio paciente, se reduce dramáticamente la posibilidad de que el cuerpo rechace el implante, destacaron los investigadores israelíes en el artículo de Advanced Science en el que presentaron sus avances.
«Las enfermedades cardiovasculares son la principal causa de muerte en las naciones industrializadas» y, «hasta ahora, el trasplante de corazón es el único tratamiento para los pacientes con insuficiencia cardíaca en etapa terminal», señalaron en el artículo.
«Dado que el número de donantes cardíacos es limitado, existe la necesidad de desarrollar nuevos enfoques para regenerar el corazón infartado», resumieron.
Con el veloz desarrollo de la bio-impresión 3D, las puertas parecen abiertas para un nuevo camino hacia una amplia disponibilidad de órganos para trasplantes.
«Esta es la primera vez que se haya diseñado e impreso de manera exitosa un corazón entero, repleto de células, vasos sanguíneos, ventrículos y cámaras», afirmó el momento del anuncio el profesor Tal Dvir, quien encabezó los experimentos.
Dvir, de la Escuela de Biología Celular Molecular y Biotecnología de la Universidad de Tel Aviv, explicó que ciertas células y materiales biológicos tomados del paciente fueron la materia prima que se combinó con las «bio-tintas» que se utilizaron para la impresión 3D.
Impactante y todo, el descubrimiento del equipo del profesor Dvir es apenas un primer paso en un recorrido que, descuentan, tomará muchos años. De hecho, el órgano que imprimieron en la Universidad de Tel Aviv arrancó en tamaño pequeño, del tamaño del corazón de un conejo.
Ahora, el corazón tiene que «crecer».
Consultados por Infobae, dos miembros del laboratorio de Dvir, el doctor Assaf Shapira, y el estudiante de doctorado Nadav Noor, advirtieron que la investigación «está recién en sus primeras etapas» y que «van a pasar muchos años antes de que veamos alguna aplicación técnica».
«Nada está todavía clínicamente disponible«, dijo Shapira, según el cual los principales obstáculos que puede enfrentar esta investigación en el futuro no proviene tanto del lado de la «ingeniería» ni de la legislación que permita avanzar con los experimentos, sino de la biología.
«Lo que estamos haciendo en el laboratorio es solamente una parte del proceso -continuó-, nosotros necesitamos el apoyo de la biología, que nos ayude con mejoras en la producción de biomateriales, porque solamente ellos son capaces de producir ese tipo de magia».
Al momento de presentar los resultados de la investigación, Dvir explicó que en su laboratorio ahora están «enseñándole» al corazón 3D «cómo debe comportarse«. Y así lo confirmó Noor.
«Las células del corazón que creamos funcionan, pero todavía tenemos que ‘alimentarlo’ para que se pueda contraer de manera correcta y sea capaz de bombear sangre«, describió. El órgano, dijo, «tiene que ‘crecer’, y es un proceso que toma mucho tiempo, varios meses, es como que necesita ‘práctica’ y ‘ejercicio’ para comportarse como un corazón natural, además de una ‘alimentación’ especial con líquidos biológicos especiales».
Cuando estos corazones «aprendan» a comportarse como sus colegas naturales, los investigadores esperan poder transplantar un órgano impreso en 3D en un animal.
«Quizás en diez años haya impresoras de órganos en los mejores hospitales del mundo, y estos procedimientos sean rutina», vaticinó Dvir.
Cuando se les preguntó sobre las ventajas y desventajas de un eventual corazón trasplantable salido de una impresora 3D y fabricado con material «nativo» del paciente frente a un órgano artificial que cumpla las mismas funciones, los científicos remarcaron que los corazones mecánicos «mejoraron muchísimo en los últimos años», pero recordaron también que «cuando se implantan materiales sintéticos algunas veces hay implicaciones» negativas.
«La ventaja de un corazón biológico -dijo Shapira- es que crecerá con el cuerpo» de la persona que lo recibe, de una manera muy natural porque, al fin y al cabo, está hecho con los materiales de su propio cuerpo. De hecho, los biomateriales añadidos en la impresión se deben degradar y desaparecer, según las previsiones extraídas de la investigación y publicadas en Advanced Science.
En resumen, el órgano «nativo» tiene una gran ventaja, que puede «responder de manera adecuada a la fisiología del cuerpo que lo recibe», resume Shapira, quien recuerda que «millones de años de evolución crearon órganos muy sofisticados que son muy difíciles de remplazar con órganos mecánicos».
Un poco más de 80 kilómetros al norte de Tel Aviv, adonde se encuentran el laboratorio del profesor Dvir y el corazón impreso con materiales «nativos», se levanta en Haifa el Instituto Tecnológico de Israel, más conocido como el Technion. Allí hace algunas semanas estrenaron un nuevo centro para la impresión 3D de tejido humano para trasplantes.
Los avances de este centro también pueden ser revolucionarios, porque cuando el tejido humano se daña, por trauma o por enfermedad, tiene que ser remplazado para que el paciente pueda ser curado. Hasta ahora, los principales métodos implican utilizar tejido de donante -en general humano, pero también de animales- o tejido extraído de otras partes del cuerpo del paciente.
Ambos métodos enfrentan a menudo importantes complicaciones, por lo que el campo de la ingeniería de tejido humano es observado con mucho interés en el mundo de la medicina. En el flamante centro del Technion, los científicos utilizan células tomadas de cuerpos humanos que se incorporan a «andamios» o matrices muy porosas de biomateriales que luego actuaran como la base 3D que «guiará» el crecimiento del nuevo tejido.
En comentarios recientes, la profesora Shulamit Levenberg, de la Facultad de Ingeniería Biomédica del Technion, dijo que la impresión de tejido humano es «un primer paso» en el camino hacia transplantes o reemplazos más complejos.
Mientras en el equipo de Levenberg trabajan para descubrir cómo mejorar la red de vasos sanguíneos en los tejidos impresos en 3D para que se puedan conectar mejor al ser trasplantados, las impresoras del Technion están abiertas para todos los investigadores de la Universidad.
«La impresora tiene diferentes cabezales de impresión, cada uno con una función diferente, como la temperatura o la luz UV», explican en el Technion.
Siendo Israel la «Start Up Nation«, el país de las empresas emergentes, es natural que todos estos avances científicos tengan su correlato comercial y financiero. Después de todo, según estimaciones recientes difundidas por el portal de estadísticas Statista, se espera que el negocio de las bioimpresoras crezca hasta convertirse en un mercado de 4.700 millones de dólares para el 2025.
Solamente como ejemplo, hace apenas unos días la empresa CollPlant -que cotiza en el Nasdaq- anunció la apertura de un nuevo centro de investigación y desarrollo en Israel para producir su biotinta de colágeno a partir de plantas de tabaco genéticamente manipuladas con genes humanos.
CollPlant, fundada por un profesor de la Universidad Hebrea de Jerusalén, fue noticia el año pasado cuando firmó un acuerdo de licencia, desarrollo y comercialización con la firma estadounidense United Therapeutics Corporation para la fabricación de pulmones impresos en 3D para trasplantes.
¿Qué dicen en los laboratorios sobre el costado financiero o ético de los trasplantes 3D para seres humanos? «Nosotros somos científicos y estamos enfocados en crear las aplicaciones médicas, en mejorar la vida de las personas y el cuidado de la salud, no miramos mucho más allá de eso», dice Noor, de la Universidad de Tel Aviv. «Más que nada, queremos hacer buena medicina», concluyó.
