Biotecnología

Ahora se puede imprimir pieles vivas en 3D con vasos sanguíneos incluidos | Video.

Investigadores del Instituto Politécnico Rensselaer han desarrollado una forma de imprimir en 3D la piel viva, completa con vasos sanguíneos. El avance, publicado en Tissue Engineering Parte A, es un paso significativo hacia la creación de injertos que se parecen más a la piel que nuestros cuerpos producen de forma natural.

«En este momento, todo lo que está disponible como producto clínico es más como una curita curiosa», dijo Pankaj Karande, profesor asociado de ingeniería química y biológica y miembro del Centro de Biotecnología y Estudios Interdisciplinarios (CBIS), quien dirigió esto investigación en Rensselaer. «Proporciona una curación acelerada de la herida, pero eventualmente simplemente se cae; nunca se integra realmente con las células huésped».

Una barrera importante para esa integración ha sido la ausencia de un sistema vascular funcional en los injertos de piel.

Karande ha estado trabajando en este desafío durante varios años, publicando previamente uno de los primeros documentos que muestran que los investigadores podrían tomar dos tipos de células humanas vivas, convertirlas en «bio-tintas» e imprimirlas en una estructura similar a la piel. Desde entonces, él y su equipo han estado trabajando con investigadores de la Facultad de Medicina de Yale para incorporar la vasculatura.

En este documento, los investigadores muestran que, si agregan elementos clave, incluidas las células endoteliales humanas, que recubren el interior de los vasos sanguíneos, y las células pericíticas humanas, que envuelven las células endoteliales, con colágeno animal y otras células estructurales que se encuentran En un injerto de piel, las células comienzan a comunicarse y forman una estructura vascular biológicamente relevante en el lapso de unas pocas semanas. Puedes ver a Karande explicar este desarrollo aquí.

«Como ingenieros que trabajan para recrear la biología, siempre hemos apreciado y hemos sido conscientes del hecho de que la biología es mucho más compleja que los sistemas simples que hacemos en el laboratorio», dijo Karande. «Nos sorprendió gratamente descubrir que, una vez que comenzamos a acercarnos a esa complejidad, la biología se hace cargo y comienza a acercarse más y más a lo que existe en la naturaleza».

Una vez que el equipo de Yale lo injertó en un tipo especial de ratón, los vasos de la piel impresa por el equipo de Rensselaer comenzaron a comunicarse y conectarse con los propios vasos del ratón.

«Eso es extremadamente importante, porque sabemos que en realidad hay una transferencia de sangre y nutrientes al injerto que lo mantiene vivo», dijo Karande.

Para que esto sea utilizable a nivel clínico, los investigadores deben poder editar las células del donante utilizando algo como la tecnología CRISPR, para que los vasos puedan integrarse y ser aceptados por el cuerpo del paciente.

«Todavía no estamos en ese paso, pero estamos un paso más cerca», dijo Karande.

«Este desarrollo significativo resalta el vasto potencial de la bioimpresión 3D en medicina de precisión, donde las soluciones se pueden adaptar a situaciones específicas y eventualmente a individuos», dijo Deepak Vashishth, el director CBIS. «Este es un ejemplo perfecto de cómo los ingenieros de Rensselaer están resolviendo desafíos relacionados con la salud humana».

Karande dijo que habrá que trabajar más para abordar los desafíos asociados con los pacientes con quemaduras, que incluyen la pérdida de terminaciones nerviosas y vasculares. Pero los injertos que ha creado su equipo acercan a los investigadores a ayudar a las personas con problemas más discretos, como las úlceras por presión o diabetes.

«Para esos pacientes, estos serían perfectos, porque las úlceras generalmente aparecen en distintos lugares del cuerpo y pueden tratarse con pequeños trozos de piel», dijo Karande. «La cicatrización de heridas generalmente lleva más tiempo en pacientes diabéticos, y esto también podría ayudar a acelerar ese proceso».

Mayor información en: Dr. Tânia Baltazar, Dr. Jonathan Merola, Miss Carolina Motter Catarino, et al. «3D bioprinting of a vascularized and perfusable skin graft using human keratinocytes, (…)». Tissue Engineering Part AJust Accepted, published: 01 November 2019.

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