Meses atrás, un equipo de investigadores de la Universidad Carnegie Mellon logró imprimir la estructura del corazón humano usando colágeno, la principal proteína estructural del cuerpo humano, reconocida por dar elasticidad y aspecto radiante a la piel.
Ahora los investigadores del Instituto Politécnico Rensselaer anunciaron que lograron desarrollar una forma de imprimir en 3D la piel viva completa con un alto nivel de detalle, incluyendo hasta sus vasos sanguíneos. Su método se publicó en la revista Tissue Engineering Parte A.
Las células que recubren los vasos sanguíneos
Pankaj Karande, profesor asociado de ingeniería química y biológica y miembro del Centro de Biotecnología y Estudios Interdisciplinarios (CBIS) , y líder de esta investigación en Rensselaer, compara los productos clínicos actuales con una curita, por su poca durabilidad:
“En este momento, todo lo que está disponible como producto clínico es más como una curita curiosa. Proporciona una curación acelerada de la herida, pero eventualmente simplemente se cae; nunca se integra realmente con las células huésped”.
Karande publicó uno de los primeros artículos referentes a la bioimpresión de la piel, informando que las células humanas vivas pueden convertirse en “bio-tintas” que servirían para imprimir una estructura similar a la piel de la especie. Desde entonces, ha estado trabajando con profesionales de la Facultad de Medicina de Yale para incorporar la vasculatura en los injertos de piel, una de las mayores barreras que debió enfrentar en el camino.
Los científicos descubrieron que agregar células endoteliales humanas, que recubren los vasos sanguíneos, y células pericíticas humanas, que envuelven a las primeras, además de colágeno animales y otras células estructurales al injerto de piel, estas empiezan a conectarse y forman una estructura vascular que tambien puede conectarse con los vasos sanguíneos del individuo.
Las pruebas se realizaron en un tipo especial de ratón, y por medio de ellas observaron los vasos de la piel bioimpresa comenzaron a comunicarse y conectarse con los propios vasos del ratón. Esto supone una transferencia real de sangre y nutrientes que mantiene al injerto de piel vivo y funcional. Todo esto luego de unas pocas semanas, según indica Karande:
“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. 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”.
Aún queda mucho por investigar
Pero no todo es color de rosa. A pesar de su utilidad, para poder utilizar esta piel impresa es a nivel clínico, es necesario editar las células del donante utilizando algo como la tecnología CRISPR. De este modo podría garantizarse la compatibilidad, y así los vasos sanguíneos podrían integrarse y ser aceptados por el cuerpo del paciente receptor.
“Todavía no estamos en ese paso, pero estamos un paso más cerca”, dijo Karande. Por el momento, estos injertos pueden ser utiles para sanar problemas de salud discretos como 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. La cicatrización de heridas generalmente lleva más tiempo en pacientes diabéticos, y esto también podría ayudar a acelerar ese proceso”.
Se trata de un logro de alto valor médico considerando las dificultades que enfrentan pacientes con quemaduras graves, que pierden terminaciones nerviosas y vasculares, sin contar con los problemas estéticos asociados. Aunque este desarrollo aún no alcanza estos niveles, Karande no descarta la posibilidad de abordar este desafío.
Referencia:
3D bioprinting of a vascularized and perfusable skin graft using human keratinocytes, (…). https://www.liebertpub.com/doi/10.1089/ten.TEA.2019.0201
Living Skin Can Now be 3D-Printed With Blood Vessels Included. https://news.rpi.edu/content/2019/11/01/living-skin-can-now-be-3d-printed-blood-vessels-included