Un equipo de investigadores ha encontrado una manera innovadora de utilizar hojas de espinaca para construir tejido cardíaco humano funcional. Este descubrimiento, publicado en la revista Biomaterials, ofrece una solución prometedora a uno de los mayores desafíos en la ingeniería de tejidos: la creación de redes vasculares eficientes para suministrar oxígeno y nutrientes a células artificiales.
El desafío de la ingeniería de tejidos
La medicina regenerativa busca crear órganos y tejidos artificiales para tratar enfermedades y lesiones. Sin embargo, un obstáculo importante es la falta de una red vascular adecuada en los tejidos sintéticos. Sin una estructura que transporte sangre, oxígeno y nutrientes, las células implantadas mueren rápidamente, haciendo ineficaces muchos intentos de regeneración de órganos.
Para resolver este problema, los científicos del Worcester Polytechnic Institute (WPI) en Massachusetts, EE. UU., decidieron buscar inspiración en la naturaleza. Las hojas de espinaca, con su intrincada red de venas, ofrecían una posible solución.
Inspiración en la naturaleza: la estructura de las hojas de espinaca
Las hojas de espinaca poseen una red de venas que se asemeja notablemente al sistema vascular humano. Esta similitud llevó a los científicos a explorar la posibilidad de utilizar la estructura de la espinaca como un andamio natural para el crecimiento de células humanas. Al eliminar las células vegetales, queda una matriz de celulosa que mantiene la arquitectura de las venas, ofreciendo un soporte ideal para la ingeniería de tejidos.
¿Cómo se llevó a cabo la investigación?
Los científicos utilizaron un proceso en dos etapas para convertir hojas de espinaca en una estructura apta para el crecimiento de células humanas:
1. Eliminación de las células de la espinaca.
Primero, sumergieron las hojas en una solución especial que eliminó todas las células de la planta. Esto dejó solo la parte estructural de la hoja, hecha de celulosa. La celulosa es un material natural que el cuerpo humano no rechaza, lo que la hace ideal para este tipo de experimentos.
2. Añadir células humanas
Después, los investigadores colocaron células de músculo del corazón humano sobre la estructura de la espinaca. Las células se pegaron a la hoja y comenzaron a crecer en la superficie de celulosa. Para comprobar si funcionaban bien, observen que las células empezaron a latir por sí solas, como lo harían en un corazón real.
Además, lograron hacer que los líquidos circularan a través de las venas de la espinaca, lo que demuestra que esta estructura puede transportar nutrientes y oxígeno, de manera similar a los vasos sanguíneos humanos.
Posibles aplicaciones en la medicina
Este avance podría utilizarse en diversos tratamientos médicos:
- Reparación de tejidos cardíacos dañados: Los pacientes que han sufrido un infarto podrían beneficiarse de implantes creados con esta técnica para regenerar el músculo del corazón.
- Regeneración de órganos: El éxito con la espinaca sugiere que otras plantas con estructuras similares podrían usarse para desarrollar tejidos de hígado, riñón u otros órganos.
- Modelos para investigación médica: Este método puede servir para estudiar enfermedades y probar nuevos medicamentos en tejidos humanos sin necesidad de usar animales.
Limitaciones y próximos pasos
A pesar de los buenos resultados, todavía hay retos que deben resolverse antes de usar esta tecnología en pacientes.
- Mayor resistencia estructural: Es necesario hacer más fuerte la matriz de celulosa para que soporte la presión y el movimiento constante del corazón humano.
- Pruebas en humanos: Hasta ahora, los experimentos solo se han hecho en laboratorio. Se necesitan estudios clínicos para asegurarse de que sea seguro y efectivo en personas.
- Mejor crecimiento celular: Es clave mejorar el control sobre cómo crecen y se distribuyen las células en la estructura vegetal.
Los científicos seguirán investigando cómo hacer estos tejidos más resistentes y funcionales para que puedan usarse en cirugías y trasplantes en el futuro.
Conclusión
La transformación de hojas de espinaca en tejido cardíaco humano funcional representa un avance significativo en la ingeniería de tejidos y la medicina regenerativa. Al aprovechar las estructuras naturales de las plantas, los científicos han encontrado una solución innovadora y sostenible para uno de los desafíos más complejos en la creación de tejidos artificiales. Aunque, se requieren más investigaciones y ensayos clínicos, este enfoque promete ofrecer nuevas alternativas para el tratamiento de enfermedades cardiovasculares y podría sentar las bases para futuras aplicaciones en la regeneración de diversos tejidos y órganos humanos.
- Gershlak, J. R., et al. (2017). Crossing kingdoms: Using decellularized plants as perfusable tissue engineering scaffolds. Biomaterials, 125, 13-22.