Investigadores de la Universidad de Lund en Suecia han diseñado un nuevo bioenlace que permite bioimprimir en 3D pequeñas vías respiratorias de tamaño humano con la ayuda de células de pacientes por primera vez.
Las construcciones impresas en 3D son biocompatibles y apoyan el crecimiento de nuevos vasos sanguíneos en el material trasplantado. Este es un primer paso importante hacia la impresión de órganos en 3D. El nuevo estudio se ha publicado en Advanced Materials.
Las enfermedades pulmonares crónicas son la tercera causa de muerte en todo el mundo, con un coste para la UE de más de 380 000 millones de euros anuales. Para muchas enfermedades crónicas no existe cura y la única opción en etapa terminal para los pacientes es el trasplante de pulmón. Sin embargo, no hay suficientes pulmones de donantes para satisfacer la demanda clínica.
Por lo tanto, los investigadores están buscando formas de aumentar la cantidad de pulmones disponibles para trasplantes. Un enfoque consiste en fabricar pulmones en el laboratorio mediante la combinación de células con un andamio diseñado por bioingeniería.
«Comenzamos con algo pequeño fabricando tubos pequeños, porque esta es una característica que se encuentra tanto en las vías respiratorias como en la vasculatura del pulmón. Al utilizar nuestro nuevo bioenlace con células madre aisladas de las vías respiratorias del paciente, pudimos bioimprimir las vías respiratorias pequeñas que tenían múltiples capas de células y permaneció abierto con el tiempo «, explica Darcy Wagner, profesora asociada y autora principal del estudio.
Los investigadores diseñaron en primer lugar un nuevo bioenlace (un material imprimible con células) para la bioimpresión en 3D de tejido humano. El bioink se fabricó combinando dos materiales: un material derivado de algas, alginato y matriz extracelular derivada del tejido pulmonar.
Este nuevo bioenlace soporta el material bioimpreso durante varias etapas de su desarrollo hacia el tejido. Luego utilizaron el bioenlace para bioimprimir en 3D pequeñas vías respiratorias humanas que contienen dos tipos de células que se encuentran en las vías respiratorias humanas. Sin embargo, este bioink se puede adaptar a cualquier tipo de tejido u órgano.
«Estos bioenlaces de próxima generación también apoyan la maduración de las células madre de las vías respiratorias en múltiples tipos de células que se encuentran en las vías respiratorias humanas adultas, lo que significa que es necesario imprimir menos tipos de células, lo que simplifica los números de boquillas necesarios para imprimir tejido hecho de múltiples tipos de células». dice Darcy Wagner.
Wagner señala que la resolución debe mejorarse para bioimprimir en 3D más tejido pulmonar distal y los sacos de aire, conocidos como alvéolos, que son vitales para el intercambio de gases.
«Esperamos que las mejoras tecnológicas adicionales de las impresoras 3D disponibles y los avances en bioenlaces permitan la bioimpresión a una resolución más alta para diseñar tejidos más grandes que puedan usarse para trasplantes en el futuro. Todavía tenemos un largo camino por recorrer», dijo. dice.
El equipo utilizó un modelo de ratón que se asemeja mucho a la inmunosupresión utilizada en pacientes sometidos a un trasplante de órganos. Cuando fueron trasplantados, encontraron que las construcciones impresas en 3D hechas del nuevo bioink eran bien toleradas y soportaban nuevos vasos sanguíneos.
«El desarrollo de este nuevo bioenlace es un importante paso adelante, pero es importante validar aún más la funcionalidad de las vías respiratorias pequeñas a lo largo del tiempo y explorar la viabilidad de este enfoque en modelos animales grandes», concluye Martina De Santis, la primera autora. de El estudio.
Fuente: la Universidad de Lund
