Bioimpresión de tejidos vivos en solo unos segundos

Investigadores de la Escuela Politécnica Federal de Lausanne (EPFL) y el University Medical Center de Utrecht (Países Bajos) han desarrollado un método óptico “extremadamente rápido” para esculpir formas complejas en hidrogeles cargados de células madre y luego vascularizar el tejido resultante. “Esta innovadora técnica puede cambiar el campo de la ingeniería de tejidos”, señalan desde el EPFL.

Aunque en la actualidad los ingenieros de tejidos ya son capaces de crear órganos y tejidos artificiales que pueden utilizarse para desarrollar y probar nuevos fármacos, reparar tejidos dañados e, incluso, reemplazar órganos completos en el cuerpo humano, “los métodos de fabricación actuales limitan su capacidad para producir formas libres y lograr una alta viabilidad celular”.

Por ello, investigadores del Laboratorio de Dispositivos de Fotónica (LAPD) de la EPFL, en colaboración con un equipo de la Universidad de Utrecht, han desarrollado una técnica óptica que permite esculpir en pocos segundos complejas formas de tejidos en un hidrogel biocompatible que contiene células madre. Esta técnica, llamada bioimpresión volumétrica, que ha sido publicada en un artículo en Advanced Materials, permitirá a los especialistas en ingeniería celular “crear una nueva raza de órganos bioimpresos personalizados y funcionales”.

Desde la EPFL explican que para crear tejido, los investigadores proyectan un láser a través de un tubo giratorio lleno de hidrogel cargado de células madre. Moldean el tejido al enfocar la energía de la luz en lugares específicos, que luego se solidifican. Al cabo de unos segundos, aparece una compleja forma tridimensional suspendida en el gel. Las células madre del hidrogel no se ven afectadas por este proceso.

Con esta técnica, se ha demostrado que es posible construir tejido de varios centímetros, por ejemplo, una válvula similar a una válvula del corazón, un menisco y una parte del fémur de forma compleja. Además, también fueron capaces de construir estructuras entrelazadas. “A diferencia de la bioimpresión convencional, que es un proceso lento, capa por capa, nuestra técnica es rápida y ofrece mayor libertad de diseño sin poner en peligro la viabilidad de las células”, señala Damien Loterie, investigador del laboratorio del EPFL y uno de los coautores del estudio.

Con esta técnica, explican los investigadores, “los laboratorios podrían producir tejidos u órganos artificiales en masa a una velocidad sin precedentes”. Este tipo de replicabilidad es “esencial” para probar nuevos medicamentos in vitro, por lo que se podría ayudar a evitar la necesidad de realizar pruebas en animales.

“Nuestro método es inherentemente escalable hacia la fabricación en masa y podría utilizarse para producir una amplia gama de modelos de tejido celular, sin mencionar los dispositivos médicos y los implantes personalizados”, puntualiza Christophe Moser, director del LAPD. De hecho, los investigadores planean comercializar su innovadora técnica a través de una spin off.