La bioimpresión de órganos es una realidad. ¿Cuál es el panorama actual de esta tecnología?

En los últimos años, la impresión tridimensional (o impresión 3D) ha cobrado mayor relevancia debido a su versatilidad y al uso que se la ha dado en diversos ámbitos, en especial en el área de la salud: desde la planeación preoperatoria, hasta la creación de modelos anatómicos, prototipos y prótesis personalizadas, entre otros.¹

La impresión 3D se define como “un conjunto de procesos usados para realizar un objeto físico tridimensional, también conocido como ‘prototipado rápido’”. Esto se realiza mediante la aplicación capa por capa de un material sólido a temperatura ambiente, con un punto de fusión conocido, controlado por un sistema computarizado.¹

La elaboración de objetos mediante impresión 3D se realiza a partir de un archivo cuya base estructural es un modelo tridimensional virtual viable; en el caso de órganos y otras implementaciones médicas se requieren los estudios de imagen de un paciente para crear un molde a la medida.¹

Los andamios biomédicos hechos de polímeros naturales o sintéticos se han utilizado habitualmente en aplicaciones biomédicas y de ingeniería de tejidos para reemplazar o regenerar los tejidos nativos, funcional y estructuralmente.¹

En general, estos andamios deben cumplir con algunas funciones obligatorias como proporcionar vías internas para la unión celular y la migración (poros), transferir varios factores de crecimiento y productos de desecho, y mantener su forma, mientras las células continúan creciendo y desarrollando propiedades mecánicas adecuadas o compatibles.¹

Recientemente, otro de sus principales usos se encuentra en la bioimpresión: proceso mediante el cual se genera un cultivo celular en laboratorio que hace posible la formación de órganos y/o tejidos personalizados.¹

La bioimpresión 3D de órganos humanos 

Con las nuevas y avanzadas técnicas de bioimpresión 3D, los científicos han logrado crear células de hígado capaces de vivir durante más de 40 días, así como la impresión de láminas de tejido cardiaco y células madre que pueden reproducir diferentes tipos de tejido humano.² 

También se ha aplicado la bioimpresión 3D en el estudio oncológico de tumores multicelulares, en la fabricación de tejidos vasculares (aorta y fibroblastos dérmicos), en la reconstrucción mamaria y en el estudio de diferenciación de células como miocitos, tenocitos y osteoblastos.³

La bioimpresión 3D de un prototipo sugiere que pronto podríamos estar en condiciones de reemplazar desde una oreja hasta un corazón entero. De hecho, el Instituto Wake Forest de Medicina Regenerativa ha impreso estructuras de oreja, nariz y hueso que pueden ser luego recubiertas con células para crear dichas partes del cuerpo humano.³ No obstante, el reto principal de la bioimpresión es que sea capaz de reproducir la compleja microarquitectura de los componentes de la matriz extracelular (MEC) y los diferentes tipos de células con la resolución suficiente para recapturar la función biológica.¹

Además, al igual que con cualquier tejido u órgano trasplantado, el rechazo del implante impreso por el sistema inmune del receptor es un problema potencial que puede ser superado usando una fuente autóloga de células o estrategias de la tolerancia-inducción. Las fuentes autólogas de células pueden obtenerse a partir de biopsias, desde la generación y diferenciación de células madre autólogas, o mediante reprogramación.¹

Aunque en los últimos años se han hecho grandes avances en las técnicas de bioimpresión en 3D, cada etapa del proceso ha encontrado ciertas limitantes: en el preprocesamiento deben mejorarse las imágenes biomédicas; en el procesamiento es necesario aumentar la viabilidad de las células, probar nuevos materiales de biotinta y biopapel para su desarrollo y mejorar las técnicas de producción; y en el postprocesamiento se debe incrementar el mantenimiento y maduración rápida de los órganos, así como procurar la adecuada adaptación al paciente.³

Retos de la bioimpresión 3D

La necesidad de crear estas alternativas de bioimpresión 3D han surgido, en parte, debido a las grandes listas de espera de pacientes por un donador compatible en busca de órganos y tejidos viables. Por ende, el objetivo de imprimir órganos y tejidos es emular la fisiología relevante de estos complejos arreglos celulares.³

Sin embargo, y en el espectro opuesto, es posible que el surgimiento de esta tecnología abra paso a la compraventa de órganos bioimpresos en el mercado negro. Claro que la disyuntiva en este sentido está en determinar si los órganos bioimpresos son “órganos humanos” o un producto que puede ser comercializado.³

Como medida de prevención, deben plantearse protocolos que señalen las pautas para decidir, ante la necesidad de un trasplante, si un órgano o tejido bioimpreso es la primera línea de tratamiento o debe reservarse como una alternativa.³

Asimismo, el posible impacto social de esta tecnología debe analizarse desde una perspectiva ética, puesto que compromete el cumplimiento de los principios bioéticos, así como la posible confidencialidad de los datos de cada paciente. 

Además, es necesario fomentar la creación de leyes que permitan –o prohíban– la comercialización de órganos manufacturados por bioimpresión, al tiempo que sean vigilados su destino y procedencia.³
Ahora te invitamos a conocer las píldoras inteligentes en esta nota. ¿Qué son y cómo están ayudando a la recopilación de datos del paciente?