Imprimir un corazón en 3D con células propias del paciente.

Créditos de las imagenes: Universidad de Tel Aviv.

Científicos de Israel logran imprimir un corazón en 3D con células propias del paciente. El corazón coincide completamente con el con el sistema inmunológico, celular y otras propiedades bioquímicas y anatómicas del paciente.

Es un importante avance médico, investigadores de la Universidad de Tel Aviv han «imprimido» el primer corazón en 3D del mundo utilizando las células y materiales biológicos de un paciente.

Sus hallazgos se publicarán hoy, 15 de abril de 2019, en un estudio en Advanced Science.

Hasta ahora, la medicina regenerativa, un campo ubicado en la encrucijada de la biología y la tecnología, han logrado imprimir solo tejidos simples sin vasos sanguíneos.

«Esta es la primera vez que alguien en el mundo ha diseñado e impreso con éxito un corazón completo repleto de células, vasos sanguíneos, ventrículos y cámaras», dijo el profesor Tal Dvir, que dirigió la investigación para el estudio.

La enfermedad cardíaca es la principal causa de muerte entre hombres y mujeres en los Estados Unidos. Actualmente, el trasplante de corazón es el único tratamiento disponible en pacientes con insuficiencia cardíaca en etapa terminal.

Imprimir un corazón en 3D.

Dada la grave escasez de donantes de corazón, la necesidad de desarrollar nuevos enfoques para regenerar el corazón enfermo es urgente.

“Este corazón está hecho de células humanas y materiales biológicos específicos del paciente. En nuestro proceso, estos materiales sirven como enlaces biológicos, sustancias hechas de azúcares y proteínas que se pueden usar para la impresión 3D de modelos de tejidos complejos», dice eDvir.

Otros intentos han logrado imprimir en 3D la estructura de un corazón, pero nunca con células o con vasos sanguíneos. «Nuestros resultados demuestran el potencial de nuestro enfoque para la ingeniería de reemplazo de tejidos y órganos personalizados en el futuro».

«En esta etapa, nuestro corazón 3D es pequeño, del tamaño del corazón de un conejo», explica Dvir. «Pero corazones humanos más grandes requieren la misma tecnología».

Para la investigación, se tomó una biopsia de tejido graso de pacientes. Luego se separaron los materiales celulares y a-celulares del tejido. Mientras que las células se re-programaron para convertirse en células madre pluripotentes y se diferenciaron eficazmente en células cardíacas o endoteliales, la matriz extracelular (MEC), una red tridimensional de macromoléculas extracelulares, como el colágeno y las glicoproteínas, se procesaron en un hidrogel personalizado que sirvió como La impresión «tinta».

Las células diferenciadas se mezclaron con las tintas biológicas y se usaron para imprimir en 3D parches cardíacos compatibles con el sistema inmunitario, específicos para el paciente. Esto incluye vasos sanguíneos y, posteriormente, un corazón completo.

Imprimir un corazón en 3D.

De acuerdo con Dvir, el uso de materiales «nativos» específicos para el paciente es crucial para la creación exitosa de tejidos y órganos.

«La biocompatibilidad de los materiales diseñados es crucial para eliminar el riesgo de rechazo de implantes. Eso es lo que pone en peligro el éxito de tales tratamientos. Lo ideal es que el biomaterial posea las mismas propiedades bioquímicas, mecánicas y topográficas de los tejidos del paciente. Aquí, podemos mostrar un enfoque simple para la impresión 3D de tejidos cardíacos gruesos, vascularizados y perfundibles que coinciden completamente con las propiedades inmunológicas, celulares, bioquímicas y anatómicas del paciente».

Los investigadores ahora están planeando cultivar los corazones impresos en el laboratorio y «enseñarles a comportarse», dice Dvir. Luego planean trasplantar el corazón impreso en 3D en modelos animales.

Necesitamos desarrollar más el corazón impreso», concluye. “Las células necesitan formar una capacidad de bombeo.Necesitamos que trabajen juntos. Nuestra esperanza es tener exito en la segunda etapa y probar la eficacia y utilidad de nuestro método.

Tal vez, en diez años, habrá impresoras de órganos en los mejores hospitales del mundo, y estos procedimientos se realizarán de forma rutinaria.