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La astronauta de la NASA Jessica Meir utiliza la BioFabrication Facility a bordo de la Estación Espacial Internacional.

Biotecnología

Crear órganos artificiales: el futuro mira al espacio

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Uno de los proyectos ganadores de un concurso de la NASA viajará pronto a la EEI para fabricar tejido hepático. Ante el avance de las misiones espaciales, ahora hay que saber cómo se comportan en situaciones de baja gravedad. Otros desafíos se encuentran en replicar las funciones de los humanos y que los resultados se mantengan en el cuerpo por un largo periodo de tiempo

  • por Tatyana Woodall | traducido por Ana Milutinovic
  • 22 Junio, 2021

En Estados Unidos, al menos 17 personas mueren cada día esperando un trasplante de órgano. Pero, en vez de aguardar la muerte de un donante, ¿qué pasaría si algún día pudiéramos crear nuestros propios órganos?

Hace unos días, seis años después de que la NASA anunciara su Vascular Tissue Challenge, la competición organizada para acelerar la investigación que algún día podría conducir a órganos artificiales, la agencia nombró a dos equipos ganadores. El desafío requería que los equipos crearan tejido grueso y vascularizado de órganos humanos que pudiera sobrevivir durante 30 días.

Los dos equipos, Winston y WFIRM, ambos del Instituto Wake Forest de Medicina Regenerativa, utilizaron diferentes técnicas de impresión 3D para crear tejido hepático cultivado en laboratorio que cumpliera con todos los requisitos de la NASA y mantuviera su función. El líder del equipo de WFIRM y director del instituto, Anthony Atala, explica: "Teníamos dos enfoques diferentes porque, cuando se observan los tejidos y la vascularización, se ve que el cuerpo hace dos cosas principales".

Los dos enfoques difieren en la forma en la que se consigue la vascularización (cómo se forman los vasos sanguíneos dentro del cuerpo). Uno utilizó estructuras tubulares y el otro estructuras del tejido esponjoso para entregar los nutrientes celulares y eliminar los desechos. Según Atala, el desafío representó un hito para la bioingeniería: el hígado, el órgano interno más grande del cuerpo, es uno de los tejidos más complejos de replicar debido a la gran cantidad de funciones que realiza. Atala recuerda: "Cuando se publicó el concurso hace seis años, ya llevábamos tiempo intentando resolver este problema por nuestra cuenta".

Tejido impreso en 3D

Foto: Tejido hepático creado por el equipo Winston para el Vascular Tissue Challenge de la NASA. Créditos: Instituto Wake Forest de Medicina Regenerativa

Además de avanzar en el campo de la medicina regenerativa y facilitar la creación de órganos artificiales para personas que necesitan trasplantes, el proyecto podría algún día ayudar a los astronautas en sus futuras misiones en el espacio profundo.

La idea de la ingeniería de tejidos ha existido durante más de 20 años, resalta la profesora de anestesia e ingeniería biomédica de la Universidad de Yale (EE. UU.) Laura Niklason, pero el creciente interés en la experimentación espacial ha empezado a transformar el campo: "Especialmente ahora que se están planteando los viajes espaciales privados y comerciales, los impactos biológicos de la baja gravedad se volverán cada vez más importantes, y esta es una buena herramienta para ayudar a comprenderlo".

Pero los equipos ganadores aún deben superar uno de los mayores obstáculos en la ingeniería de tejidos. La directora de ingeniería biomédica de la Universidad de Melbourne (Australia) Andrea O'Connor, que considera ambiciosos este proyecto y otros similares, admite: "Conseguir que el tejido sobreviva y mantenga su función durante un largo tiempo es un desafío".

Con el premio de 300.000 dólares (252.343 euros), el equipo que ocupa el primer lugar (el de Winston), pronto tendrá la oportunidad de enviar su investigación a la Estación Espacial Internacional (EEI), donde ya se ha llevado a cabo una investigación de órganos parecida.

En 2019, la astronauta Christina Koch activó la BioFabrication Facility (BFF), que fue creada por la empresa de investigación aeroespacial Techshot, con sede en Greenville, (Indiana, EE. UU.), para imprimir tejidos orgánicos en microgravedad.

Ese proyecto de investigación tiene objetivos similares a los del Vascular Tissue Challenge de la NASA, afirma el científico jefe de Techshot, Eugene Boland, excepto que en vez de imprimir el tejido hepático en 3D, su objetivo es crear tejido cardíaco trasplantable en algún momento en los próximos 10 años.

Este año habrá que actualizar BFF y eso, según el vicepresidente de avance corporativo de Techshot, Rich Boling, podría hacer que la tecnología para salvar vidas sea más adecuada para la futura comercialización tanto en el espacio como en la Tierra. En los próximos meses, esa actualización implicará añadir la posibilidad de imprimir con agujas romas, el mismo tipo que se usa para imprimir en la Tierra.

"Esto siempre se ha hecho, en su mayor parte, fuera de la Tierra, para la Tierra. Siempre pensábamos que lo hacíamos para, por ejemplo, la falta de donantes de órganos", aseguró Boling. Techshot también prevé el uso de tejidos y órganos artificiales para ayudar algún día a tratar las enfermedades e incluso los trastornos congénitos.

Pero los órganos artificiales y los tejidos humanos son solo dos de los muchos recursos que pueden estar en demanda en las futuras misiones espaciales. Pronto, Techshot planea participar en la competición Deep Space Food Challenge de la NASA, que tendrá como objetivo desarrollar opciones de alimentos sostenibles para misiones tripuladas más largas. La empresa cree que las mismas técnicas de impresión 3D que se utilizan en la ingeniería biomédica podrían ser igualmente útiles para crear una fuente de alimento.

Aunque pasará mucho tiempo antes de que los astronautas puedan trasplantarse tejidos artificiales entre sí o comer sus hamburguesas favoritas de bioingeniería, la bioimpresión en 3D ha empezado a abrir esas posibilidades.

Biotecnología

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