Investigadores se acercan a la fabricación de vasos capilares funcionales en órganos impresos en 3D

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Un nuevo método permite que células específicas del paciente formen vasos capilares.

Los investigadores han logrado imprimir en 3D órganos y tejidos, pero esta tecnología todavía enfrenta algunos desafíos.

Uno de los principales es cómo incorporar vasos sanguíneos en el tejido bioimpreso.

Los tejidos vivos necesitan un suministro de sangre, porque sin sangre para aportar nutrientes y eliminar desechos, las células biológicas morirían.

Los investigadores han sido capaces de imprimir vasos sanguíneos más grandes, pero pequeños vasos funcionales como los capilares han sido mucho más difíciles de crear y mantener.

Sin embargo, investigadores de la Universidad de Rice y Baylor College of Medicine han desarrollado una nueva técnica, publicada en Biomaterials Science, que podría hacerlo posible.

Todos nuestros vasos sanguíneos están revestidos con un tipo de célula llamada células endoteliales.

Para formar vasos, las células endoteliales individuales comienzan a crear agujeros vacíos en sí mismos, llamados vacuolas.

A continuación, conectan con otras células endoteliales que han hecho lo mismo y las vacuolas vinculadas forman tubos, que finalmente se convierten en vasos capilares.

Aquí, los investigadores tomaron las células endoteliales y las mezclaron con fibrina, una proteína involucrada en la coagulación de la sangre, o un material semi-sintético llamado metacrilato de gelatina (GelMA), que puede ser fácilmente impreso en 3D.

Cuando se mezclaban con fibrina, las células endoteliales formaban tubos con bastante facilidad, pero no era el caso con GelMA.
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Sin embargo, cuando los investigadores lo agregaron en otro tipo de células, una célula madre encontrada en la médula ósea, las células endoteliales fueron capaces de formar tubos en la GelMA.

“Hemos confirmado que estas células tienen la capacidad de formar estructuras capilares, tanto en un material natural llamado fibrina como en un material semi-sintético llamado gelatina metacrilato, o GelMA”, indicó Gisele Calderón, autor principal del estudio.

“El hallazgo de GelMA es particularmente interesante porque es algo que podemos imprimir fácilmente en 3D para futuras aplicaciones de ingeniería de tejidos”.

Los beneficios de este método incluyen células que pueden ser específicas para cada paciente, reducir el riesgo de complicaciones del sistema inmunológico y entornos de crecimiento que son adecuados para el crecimiento de órganos y vasculatura, son reproducibles y no son capaces de inducir respuestas inmunes y ayudan a impulsar el crecimiento celular y el desarrollo de los vasos.

Junto con la fabricación de órganos 3D impresos más viables, este método también permitirá el desarrollo de tejido que podría hacer más eficaces pruebas de drogas.

La prueba humana preclínica de nuevos fármacos en la actualidad se realiza con cultivos planos de tejido humano bidimensional, pero es bien sabido que las células se comportan a menudo de manera diferente en tejido tridimensional que en tejidos bidimensionales.

Hay esperanza de que la prueba de drogas en cultivos tridimensionales más realista disminuirá los costos generales de desarrollo de fármacos.

Un video de Calderón explicando su trabajo: