“Yo sólo fabrico ojos”, dice Hannibal Chew al humanoide replicante Roy Batty en la película Blade Runner (Ridley Scott, 1982). “Eres Nexus. Yo diseñé tus ojos”, le recalca en medio de su gélido laboratorio de bioingeniería, muy diferente y menos frío que el de Yifei Jin (Universidad de Nevada-Reno, EE.UU.). Este ingeniero mecánico lleva años investigando cómo fabricar ojos mediante impresión 3D. Pero también la bioimpresión de tejidos vivos de lo más variado. Ahora, su equipo acaba de presentar un nuevo método para fabricar órganos biocompatibles, de ojos a corazones completos o partes de él.
La impresión en 3D de tejidos y órganos humanos no es nueva, pero sigue en un terreno experimental. Su funcionalidad se ve obstaculizada por las limitaciones de escala de los métodos de impresión. Hay distintos enfoques, desde imprimir con tejido ‘vivo’ a sustancias artificiales pero fácilmente tolerables por el organismo.
Yifei Jin y sus colegas han presentado en PNAS un método de impresión 3D de sustitutivos de órganos como ojos o válvulas coronarias en multiescala. Los tejidos se imprimen utilizando una tinta biológica fotocurable. Los autores desarrollaron un fluido de límite elástico, que consta de partículas de nanoarcilla y un polímero termosensible para soportar las estructuras durante la impresión.
Inyectar un líquido para esculpir los ojos o córneas de la impresión 3D
Utilizando una especie de baño con un fluido elástico, los autores ajustaron dinámicamente la altura de la capa de un tejido impreso para producir una córnea con una superficie lisa. Todo, a escala de apenas unos micrómetros. Al agregar el líquido según fuera necesario, los autores produjeron estructuras con la forma de un globo ocular humano con retina, cristalino y nervio óptico.
También produjeron una válvula cardíaca aórtica y un corazón humano a gran escala. Por el momento, eso sí, su uso está lejos de la práctica clínica, Según los autores, el método puede utilizarse en la enseñanza médica, la planificación quirúrgica, el modelado de enfermedades y la fabricación de sensores portátiles o vestibles y robótica blanda.
¿Estamos ante el futuro corazón de un robot? ¿O los ojos de un replicante? No es tan fácil
Bioimpresión 3D, una historia con más de 20 años y poca aplicación clínica aún
Hay que remontarse a 1988 para hablar de la prehistoria de la bioimpresión. Entonces, apenas era posible contar con tejidos muy básicos, pero con de células. La idea, desarrollada por la Universidad de Texas, era usar impresoras de inyección de tinta clásicas adaptadas. Pero no fue hasta 2002 que Anthony Atala de la Universidad de Wake Forest creó el primer modelo de órgano, un miniriñón no funcional.
Desde entonces, se han desarrollado distintos prototipos, hasta la impresión de ojos en 3D presentada ahora. Pero todas ellas con un reto por delante: la vascularización, es decir, que esos órganos puedan estar regados por el sistema sanguíneo y poder ‘vivir’ dentro de un organismo al modo que lo hacen nuestros órganos.
En este sentido, se han desarrollado prototipos, como el de Jennifer Lewis (Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering, Universidad Harvard), de 2016, u otro basado en hojas de espinaca con el que se pudo vascularizar un modelo de corazón humano y que presentó el Instituto Politécnico de Worcester (EE.UU.) en 2017.
Otro abordaje es el usar como andamiaje un órgano real al que se quitan las células. Sobre él, se puede hacer una impresión ‘viva’ con material donado por el futuro receptor del órgano. Takanori Takebe, de la Universidad de Yokohama, fue pionero, tras construir tejido de hígado con células madre. Ninguno de estos abordajes están incluidos en la rutina clínica con órganos, pero sí con la fabricación de tejidos concretos, abriendo camino hacia la bioimpresión personalizada incluso de forma directa en el órgano dañado del paciente.
- Trabajo de Yifei Jin en ‘PNAS’, 2024
- Universidad de Nevada-Reno, EE.UU.
