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Por Marco Krefting (dpa)
Karlsruhe (Alemania), 30 jul (dpa) – Gracias a los procesos de impresión 3D con células humanas se puede ampliar y optimizar los recursos para tratar diversas afecciones y a la vez reducir el número de experimentos con animales, según investigaciones realizadas en Alemania por el Instituto Tecnológico de Karlsruhe (KIT).
El número de ratones utilizados ya se ha reducido considerablemente gracias a las nuevas posibilidades técnicas, afirmó Ute Schepers, del Instituto de Interfaces Funcionales del KIT.
De las 250 moléculas probadas en experimentos con animales, solo una media de una llega al mercado, explicó la directora del departamento de Biología Química, por lo que se pretende reducir considerablemente esta cifra. Con la denominada bioimpresión 3D se pueden imprimir rápidamente estructuras de tejido con células.
En el KIT, un centro denominado «3R» trabaja en métodos alternativos a la experimentación con animales. El objetivo del 3R es reducir (to reduce), sustituir (to replace) o mejorar (to refine) la experimentación con animales.
Se han depositado grandes esperanzas en la bioimpresión 3D. Según la Organización Mundial de la Salud (OMS), podría ayudar a superar retos como la reparación o sustitución de órganos y tejidos humanos.
Una tecnología aún en sus inicios
La bioimpresión surgió como campo de investigación hace unos 20 años. Mediante procesos de impresión 3D, las células vivas se «imprimen» con materiales auxiliares que forman una estructura para crear tejidos más grandes.
Existen diferentes tecnologías para ello. En el proceso de inyección de tinta, por ejemplo, las llamadas biotintas se aplican en forma de minúsculas gotas sobre un sustrato en capas mediante varios cabezales de impresión.
Según la evaluación del Ministerio alemán de Salud, los productos y enfoques para la bioimpresión se encuentran aún en una fase temprana de desarrollo. Se está investigando la producción de tejidos específicos como huesos, cartílagos, piel u otros órganos. Otro ámbito es el estudio en el laboratorio de enfermedades como el cáncer.
«En este caso, se imprimen modelos de tejido adecuados para probar principios activos específicos y nuevos métodos de tratamiento, por ejemplo, para la terapia contra el cáncer», explicó un portavoz del Ministerio. La impresión de tejidos celulares propios del paciente podría ofrecer, por tanto, posibilidades para una preselección de formas de terapia individuales prometedoras.
Una alternativa a los trasplantes de córnea
Schepers y su equipo producen, por ejemplo, válvulas cardíacas artificiales tan pequeñas que pueden implantarse en bebés. El material de partida procede de bacterias productoras de colágeno. «En realidad, eso estaba pensado para rellenar labios», explicó la directora del departamento de Biología Química. En una futura aplicación, se complementará con células del propio paciente.
Otro proyecto se centra en la córnea del ojo. La biotinta obtenida a partir de las células madre del propio paciente podría ofrecer algún día soluciones personalizadas, por ejemplo, en casos de deformaciones de la córnea, y sustituir a los trasplantes de córnea, con un riesgo mínimo de rechazo.
Según Schepers, esto se debe a que las células utilizadas proceden del propio paciente. A partir de un fragmento de piel se podrían crear en unas cuatro semanas las denominadas células madre pluripotentes inducidas. A partir de ellas podrían desarrollarse diferentes tipos de células, por ejemplo, para la córnea.
Límites y posibilidades de la bioimpresión
Aunque algunas partes de órganos impresas en 3D, como la piel o el cartílago, ya se utilizan con éxito en algunos casos, los materiales y métodos disponibles actualmente aún distan mucho de ser suficientes para fabricar órganos humanos con solo pulsar un botón.
Cuanto más se adentra en el cuerpo y cuanto más grandes son los órganos, más difícil resulta conectarlos a los vasos sanguíneos, señaló Niels Grabow, del Instituto de Tecnología Biomédica de la Facultad de Medicina de la Universidad de Rostock. Grabow pone como ejemplo el hígado: «Estamos hablando de un órgano que pesa un kilogramo, no de una fina capa celular como la córnea, que es prácticamente solo bidimensional».
Las aplicaciones reales en seres humanos se limitan hasta ahora a estudios individuales, por ejemplo, sobre la córnea, según Grabow. «En este caso, los obstáculos para aplicar el tratamiento a pacientes son relativamente bajos, ya que el trasplante sigue siendo accesible desde el exterior».
El Ministerio alemán de Salud cita también como ejemplo de aplicación el estudio de enfermedades como el cáncer en laboratorio: «Se imprimen modelos de tejido adecuados para probar principios activos específicos y nuevos métodos de tratamiento para terapias contra el cáncer».
¿Cómo se regula la bioimpresión?
Hay aún muchas preguntas sin respuesta sobre la forma en que se regulará la bioimpresión, aclaró Grabow. Entre otras cosas, se trata de saber de dónde proceden las células: ¿deben proceder del paciente, se pueden utilizar células de donantes, se pueden utilizar células madre?
La Unión Europea y la Organización Mundial de la Salud (OMS) tienden a regular esto de forma más estricta que en Alemania. La OMS afirma en un informe que la regulación supone un reto debido a las nuevas combinaciones y formas de intervención médica que permite la tecnología. El Ministerio alemán de Salud, en tanto, declaró: «Teniendo en cuenta la fase inicial de desarrollo de los productos de bioimpresión, actualmente no se aprecia la necesidad de realizar ajustes normativos».
