Foto: Las células de esta imagen de microscopio fueron dispuestas en tres dimensiones gracias a una nueva técnica basada en el ADN. Las células teñidas de verde tenían por objetivo imitar células que causan malformaciones durante el crecimiento natural de los órganos.
Antes de que los científicos puedan construir órganos humanos en el laboratorio, necesitan averiguar cómo construir tejidos que funcionan como los del cuerpo. Un nuevo método, en el cual el ADN se comporta como el velcro al hacer que las células se peguen entre sí, podría ayudar a abrir paso hacia la construcción de tejidos funcionales que algún día podrían emplearse para formar órganos.
En la naturaleza, las células se autoorganizan en complejas arquitecturas en tres dimensiones que comprenden los tejidos. De estas estructuras nace la función biológica, que depende del arreglo específico de las células, a menudo de distintos tipos, y la relación entre ellas. El comportamiento de una célula individual depende de las señales de las células colindantes, y el comportamiento colectivo de las células y los tejidos de un órgano surge de estas relaciones en 3D.
El nuevo método emplea cadenas de ADN, fijadas a la parte exterior de células individuales, para conseguir que se peguen a las superficies – o a otras células – que incluyen cadenas complementarias, y se ensamblan en conjuntos prescritos. Los investigadores lo emplean para construir tejidos de forma programática, capa a capa.
Otros grupos están utilizando varios enfoques distintos para la construcción de tejidos funcionales (ver Una herramienta de manufactura construye tejido del corazón en 3D). Pero en comparación con los métodos existentes de cultivos en 3D, el nuevo método proporciona un mayor grado de control sobre "la arquitectura idónea de tejidos", según afirman sus creadores en un trabajo reciente que describe la investigación.
La impresión de células en 3D se ha convertido en un método popular para disponerlas para la ingeniería de tejidos. Pero este método está limitado por el hecho de que resulta difícil mantener a las células vivas y sanas durante el proceso de impresión, y porque no se pueden colocar las células con la precisión necesaria, dice Zev Gartner, un profesor de la Universidad de Califo ia en San Francisco (EEUU) que lideró la investigación. Conseguir "la resolución de células individuales" es importante, y el nuevo método es capaz de ello, dice. De hecho, "altos grados de control y versatilidad" le confieren ventajas a este método sobre técnicas anteriores de formación de tejidos, dice Lisa Freed, una científica superior de Draper Laboratory.
En estos momentos el nuevo método puede emplearse para formar estructuras – compuestas de tejido además de un gel que lo envuelve y estimula el ento o en el que vive el tejido dentro del cuerpo – que tienen varios cientos de micrómetros de grosor y varios centímetros de ancho. Fabricar tejidos con un mayor grosor requerirá salvar un enorme obstáculo de la ingeniería de tejidos: proporcionar oxígeno y nutrientes a las células, al igual que hacen los vasos sanguíneos del cuerpo. Gartner dice que quizás esto pueda conseguirse con la combinación de tejidos hechos por este método con dispositivos de microfluidos como los que se emplean en las llamadas tecnologías de órgano-en-un-chip. La meta a largo plazo, dice, es utilizar células y otros componentes de tejidos como "materiales de construcción" que podrían ser inducidos para formar órganos funcionales o estructuras similares.