Bioimpresión 3D: El futuro de la donación de órganos que se está desarrollando en Chile y el mundo

Recientemente, investigadores israelíes lograron imprimir un corazón en 3D usando las mismas células de un paciente. El proceso de impresión involucró una biopsia del tejido graso que rodea los órganos abdominales. Luego, los investigadores aislaron las células contenidas en la matriz del tejido, separándolas de la matriz extracelular, biomaterial que también se conservó para la generación de una biotinta personalizada. Posteriormente, las células fueron reprogramadas para convertirlas en células pluripotenciales con la capacidad de diferenciarse en células cardíacas.

Las células y el hidrogel se utilizaron por primera vez para crear parches cardíacos con estructuras que asemejaban los vasos sanguíneos y, a partir de eso, todo un corazón. Si bien este trabajo no derivó en un órgano funcional, constituyó un importante avance en el área.

A este importante avance, se sumó el mes pasado el de un equipo de investigadores de Estados Unidos que logró imprimir una red multivascular que imita la estructura microvascular de los alvéolos pulmonares. Es decir, que el modelo funciona como una parte de un pulmón humano: a su alrededor tiene una red de vasos sanguíneos interconectados de tal manera que simulan los circuitos naturales de sangre, aire, oxígeno y otros fluidos del cuerpo.

La estructura está hecha de células humanas y una solución líquida que conforma un hidrogel y fue creada a través de un sistema de bioimpresión que el mismo grupo de científicos desarrolló, en el que las capas se imprimen con tamaños de 10 a 50 micrones a partir de esta solución líquida y se convierten en un hidrogel sólido cuando se exponen a la luz azul. De esta manera, el sistema puede producir hidrogeles suaves y resistentes, con una intrincada arquitectura interna en cuestión de minutos.

Los desarrollos en ingeniería de tejidos también están siendo abordados en Chile, donde Cells for Cells, empresa biotecnológica líder en medicina regenerativa, en conjunto con la Universidad de los Andes, ha desarrollado Inkure®, una biotinta a partir de gelatina de salmón, cuyas propiedades permiten su uso en impresoras 3D de alta resolución en base a sistemas de extrusión o formación de micro-gotas, y que permite la bioimpresión 3D a temperatura ambiente sin riesgo de bloqueo o mal funcionamiento de los sistemas. Esto es muy diferente de otras fuentes de gelatina como bovino y porcino, que presentan mayor viscosidad y gelificación espontanea, impidiendo su uso en este tipo sistemas. Se trata de un proceso en que se extrae la gelatina de la piel del salmón y se modifica para que sea compatible con las células y los sistemas de impresión 3D. De esta forma es posible utilizarlo como material de bioimpresión para la fabricación de tejidos en impresoras 3D.

Las ventajas técnicas de una fuente de gelatina adaptada al frío para uso en biofabricación sobre una fuente de gelatina adaptada al calor se revelaron al comparar sus características estructurales y moleculares. Los científicos de Cells for Cells demostraron además que los hidrogeles o matrices basados en gelatina de salmón tienen una mayor flexibilidad molecular en comparación con los hidrogeles basados en gelatina de bovino, lo que presenta una ventaja importante para ajustar la tasa de remodelación de la matriz extracelular una vez implantado. Esta podría ser una característica adicional clave para una mejor integración y regeneración de tejidos mediante matrices en base a este biomaterial. Los resultados mostrados, revelan la importancia de considerar una gelatina de salmón como un biomaterial nuevo y biológicamente tolerable al diseñar hidrogeles para nuevas aplicaciones en el campo de la medicina regenerativa.

Aunque los órganos humanos son estructuras muy complejas, la ciencia está trabajando para replicarlos artificialmente a través de la bioimpresión 3D, una acción impulsada por la necesidad de donantes en el mundo y que en Chile está siendo liderada por Cells for Cells.

Publicamos nuestra Memoria 2019 – 2020

Cells for Cells ha logrado posicionarse como una empresa referente a nivel latinoamericano en medicina regenerativa y específicamente en la investigación, desarrollo y comercialización de terapias celulares innovadoras que buscan mejorar la salud y con ello la calidad de vida de las personas. Los resultados obtenidos -y que se ven reflejados en este documento- han sido fruto del esfuerzo y dedicación de un grupo multidisciplinario de profesionales de primer nivel, de inversionistas con visión de futuro, y del involucramiento de instituciones de excelencia.

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Terapia celular podría complementar tratamiento para Lupus

El Lupus Eritematoso Sistémico (LES) es una enfermedad autoinmune crónica que afecta mayormente a mujeres jóvenes, con compromiso multiorgánico, variable en su presentación clínica y marcado por remisiones y exacerbaciones, cuyas manifestaciones más graves, como la enfermedad renal o neurológica, son potencialmente mortales.

La elección del tratamiento depende del grado de actividad y severidad de la enfermedad, y a menudo conlleva un alto costo económico y variados efectos adversos, particularmente en la nefropatía o nefritis lúpica, que es la más frecuente de las manifestaciones graves de la enfermedad. En estos casos, raras veces se alcanza una remisión clínica completa, en contraste con la severidad y alta frecuencia de los efectos adversos. Por ello, la búsqueda de tratamientos más eficaces y seguros, especialmente para la enfermedad renal grave, se ha convertido en una prioridad en esta área de la medicina, en la que no se han aprobado nuevas terapias después de décadas de investigación y ensayos clínicos.

En Chile existen alrededor de 15 mil personas con LES, con una prevalencia de la enfermedad de 80 casos por cada 100.000 habitantes y cada año aparecen aproximadamente 700 nuevos casos. Se estima que, en promedio, el gasto anual por paciente de Lupus en Chile es cercano a $6 millones. El LES ha sido definido como una patología prioritaria dentro de las políticas sanitarias de nuestro país y por ello forma parte de la lista de enfermedades AUGE-GES.

Dentro de las garantías de salud explicitadas en Chile para pacientes con una enfermedad grave y refractaria a terapia inmunosupresora, está disponible el uso de la terapia biológica anti-linfocitos, cuyo costo asciende a los US$ 9.000 por cada dosis. Así, los costos que en 2013 se estimaban en alrededor de US$ 12.463 anuales, podrían subir hasta los US$ 20 mil por año al término de esta década, sugiriendo que se requerirán nuevos enfoques terapéuticos para enfrentar esta enfermedad.

En este sentido, la investigación de vanguardia realizada por médicos y científicos de Cells for Cells y Consorcio Regenero en la Universidad de los Andes, ha demostrado que las células mesenquimales del estroma derivadas del cordón umbilical (UC-MSCs), tienen un potente efecto inmunosupresor y regenerador de tejidos. Por ello, se ha iniciado recientemente un estudio clínico controlado, involucrando una red de hospitales públicos y privados de Chile, con el objetivo de definir la dosis más adecuada, y posteriormente cuantificar el efecto clínico de esta innovadora terapia celular, en pacientes con enfermedad renal grave.

Para el doctor Fernando Figueroa, Director de la Unidad de Reumatología de la Universidad de los Andes y de su Programa de Terapia Celular, la importancia de esta investigación radica en que permitiría confirmar con un estudio de alta calidad técnica el rol de esta terapia, destinada a usarse en concomitancia con los tratamientos actuales y sin riesgos aparentes. Uno de sus aspectos de mayor interés es la posibilidad de aplicarlo incluso en situaciones que usualmente contraindican el uso de inmunosupresores, como ocurre con las infecciones que a menudo afectan a los pacientes con LES grave.

Marisel Ibarra es parte de los pacientes que participan en este estudio clínico, tiene 44 años y a los 18 fue diagnosticada con Lupus Eritematoso Sistémico con compromiso renal, articular, cutáneo y del sistema nervioso central. Confirma que el valor del tratamiento es muy caro y, además, considera que algunos medicamentos -como el corticoides- son muy fuertes y con algunos efectos secundarios. “Este tratamiento me da esperanza, he escuchado mucho hablar de las células madre, y, si funciona, sería como nacer de nuevo”. Ahora Marisel deberá controlarse a los 15 días, luego a los 45 y a los 90 para ver la evolución del tratamiento.