Actualmente, hay cientos de miles de personas en las listas de trasplantes,
que esperan órganos esenciales como un riñón, corazón o hígado
que podrían salvarles la vida.
Desafortunadamente,
no hay suficientes donadores de órganos para cubrir esa demanda.
¿Y si en lugar de esperar
pudiésemos crear desde cero órganos nuevos y personalizados?
La bioimpresión tiene ese objetivo.
Se trata de un área de la medicina regenerativa actualmente en desarrollo.
Aún no podemos imprimir órganos complejos,
pero los tejidos más sencillos, como la sangre, los vasos y los tubos,
responsables de la nutrición e intercambio de desechos,
ya están a nuestro alcance.
La bioimpresión es un pariente cercano de la impresión 3D,
una técnica que, a partir de capas superpuestas,
permite crear un objeto tridimensional, capa tras capa.
En lugar de emplear metal, plástico o cerámica
la impresora 3D de órganos y tejidos usa biotinta:
un material de impresión que contiene células vivas.
Las biotintas contienen principalmente
moléculas ricas en agua, llamadas hidrogeles.
Mezcladas con ellas, hay millones de células vivas
y también numerosos químicos
que incentivan el crecimiento y la comunicación de las células.
Algunas biotintas contienen un único tipo de célula,
en tanto otras combinan células diferentes para producir estructuras más complejas.
Supongamos que quieres imprimir un menisco, el cartílago de la rodilla
que evita que la tibia y el fémur se rocen uno contra el otro .
Está compuesto por células denominadas condrocitos,
y se necesita una gran cantidad de ellas para la biotinta.
Estas células pueden provenir de donantes
cuyas líneas celulares se replican en un laboratorio.
O pueden originarse del propio tejido del paciente
para crear un menisco personalizado
menos propenso a ser rechazado por el organismo.
Existen varias técnicas de impresión.
La más popular de ellas es la bioimpresión a base de extrusión.
En este caso, la biotinta se carga en una cámara de impresión
y se empuja a través de una boquilla redonda unida al cabezal de impresión.
Sale de una boquilla que mide 400 micrones de diámetro máximo,
y puede producir un filamento continuo
del espesor de una uña humana, aproximadamente.
Una imagen o archivo computarizado indica la ubicación de las hebras,
ya sea en una superficie plana o en un líquido
que ayudará a mantener la estructura firme hasta que se estabilice.
Estas impresoras son rápidas y producen meniscos en aproximadamente media hora,
un hebra delgada tras otra.
Luego de la impresión, algunas biotintas se endurecen de forma inmediata.
Otras requieren de la luz UV o de procesos químicos o físicos adicionales
para estabilizar la estructura.
Si la impresión es exitosa, las células del tejido sintético
comenzarán a comportarse igual que las células en los tejidos reales,
comunicándose entre sí, intercambiando nutrientes y multiplicándose.
Ya es posible imprimir estructuras simples como los meniscos.
También se han implantado vejigas bioimpresas con éxito,
y el tejido impreso
ha promovido la regeneración de tejido facial nervioso en ratas.
Los investigadores han creado tejido pulmonar, piel y cartílagos,
como así también riñones, hígados y corazones en miniatura y semifuncionales.
Sin embargo, reproducir el complejo entorno bioquímico
de un órgano importante es un gran desafío.
La bioimpresión a base de extrusión puede destruir un porcentaje significativo
de las células en la tinta si la boquilla es demasiado pequeña,
o si la presión de la impresión es demasiado alta.
Uno de los desafíos más formidables es la administración de oxígeno y nutrientes
a todas las células de un órgano de tamaño real.
Esto explica por qué los éxitos más importantes hasta ahora
se han dado en estructuras planas o huecas,
y por qué los investigadores buscan desarrollar formas
de incorporar vasos sanguíneos al tejido bioimpreso.
La bioimpresión tiene un enorme potencial
para salvar vidas y mejorar nuestro entendimiento
de cómo funcionan los órganos.
Además, esta tecnología da lugar a una gran cantidad de posibilidades,
como la impresión de tejidos con componentes electrónicos incorporados.
¿Podríamos algún día fabricar órganos que superen las capacidades humanas,
o generar una piel inmune a las quemaduras?
¿Qué tanto podríamos extender la expectativa de vida
al imprimir y reemplazar los órganos?
¿Y exactamente quiénes, y qué,
tendrán acceso a esta tecnología y a sus increíbles resultados?