Muchos consideran que los órganos humanos cultivados artificialmente son la clave para resolver la escasez de órganos, y los avances en la impresión 3D han llevado a un auge en el uso de esa técnica para construir tejidos vivos en forma de órganos humanos. Pero hasta el momento no se había conseguido alcanzar su funcionalidad.
Ahora, según publican en la revista 'Science Advances', han logrado imprimir canales vasculares en 3D matrices vivas compuestas de bloques de construcción de órganos derivados de células madre (OBB), que producen tejidos viables específicos de órganos con alta densidad y función celular, que producen tejidos viables específicos de órganos con alta densidad y función celular.
En lugar de tratar de imprimir en 3D las células de un órgano entero, SWIFT se centra en imprimir solo los vasos necesarios para soportar una construcción de tejido vivo que contiene grandes cantidades de OBB, que en última instancia pueden usarse terapéuticamente para reparar y reemplazar órganos humanos.
Los añadidos celulares utilizados en el método SWIFT se derivan de células madre pluripotentes inducidas por adultos, que se mezclan con una solución de matriz extracelular (ECM) adaptada para hacer una matriz viva que se compacta mediante centrifugación.
A temperaturas frías (0-4 °C), la matriz densa tiene la consistencia de la mayonesa, lo suficientemente suave como para manipular sin dañar las células, pero lo suficientemente gruesa como para mantener su forma, lo que la convierte en el medio perfecto para la impresión 3D sacrificial.
Cuando la matriz fría se calienta a 37 °C, se endurece para volverse más sólida (como una tortilla que se está cocinando) mientras la tinta de gelatina se derrite y se puede lavar, dejando atrás una red de canales incrustados dentro del tejido que puede perfundirse con medios oxigenados para nutrir las células.
Los tejidos específicos de órganos que se imprimieron con canales vasculares incrustados utilizando SWIFT y perfundidos de esta manera permanecieron viables, mientras que los tejidos cultivados sin estos canales experimentaron la muerte celular en sus núcleos en 12 horas.
Para ver si los tejidos mostraban funciones específicas de órganos, el equipo imprimió, evacuó y perfundió una arquitectura de canal ramificado en una matriz que consta de células derivadas del corazón y fluyó medios a través de los canales durante más de una semana.
Durante ese tiempo, los OBB cardíacos se fusionaron para formar un tejido cardíaco más sólido cuyas contracciones se volvieron más sincrónicas y más de 20 veces más fuertes, imitando las características clave de un corazón humano.
En la actualidad, se están realizando colaboraciones con miembros de la facultad del Instituto Wyss para implantar estos tejidos en modelos animales y explorar su integración, como parte de la Iniciativa de Ingeniería de Órganos 3D.
