La tecnología 3d consigue imprimir un pequeño hígado humano

Una compañía de biotecnología de EE.UU. ha impreso en 3D un pequeño hígado en el laboratorio que sobrevivió poco más de cinco días – más del doble de la esperanza de vida de las versiones en 2D.

La presentación de los resultados en la conferencia de Biología Experimental en Boston, ha explicado que, aunque todavía estamos muy lejos de la bio-impresión, se ha creado un complejo hígado humano transplantable. La creación de un modelo pequeño en el laboratorio podría ser clave en la lucha contra las enfermedades del hígado.

“Creemos que estos modelos resultarán superiores en su capacidad de proporcionar los datos de predicción para el descubrimiento y desarrollo de fármacos, mejor que los modelos animales o modelos celulares actuales”, Keith Murphy, CEO de San Diegio basado Organovo, dijo en un comunicado .

Las células del hígado, tales como hepatocitos parenquimatosos, se utilizan habitualmente en las pruebas de los efectos perjudiciales o beneficiosos efectos de las drogas en el laboratorio. Sin embargo, los modelos de planos 2D,  no son representativos de una verdadero hígado humano, careciendo muchas de las funciones y de las redes celulares complejas que puedan alterar la eficacia de los medicamentos. Creación de un modelo mejor,  podría acelerar la investigación.

Sección transversal de tejido hepático humano bioprinted
Sección transversal de tejido hepático humano bioprintedLos hepatocitos (azul), células endoteliales (rojo) y las células estrelladas hepáticas (verde)

La técnica de Organovo – primero descubierto por New Scientist y considerado “altamente reproducible” por sus creadores – utiliza su NOVAGEN bioprinter y un gel soporte para imprimir 20 capas de células hepáticas (a partir de hígados donados o desecho quirúrgico) en una placa de Petri. Se utiliza células hepatocitos – que representan alrededor del 80 por ciento de la masa de un hígado y permitir que la mayoría de las funciones, de proteína de almacenamiento de hidratos de carbono – conversión con las células estrelladas hepáticas y endoteliales dispuestas en el medio.  Las células endoteliales forman el revestimiento de los vasos sanguíneos, y así se formación de manera temprana de las redes microvasculares en el pequeño laboratorio del hígado.  Esto aseguró nutrientes y el oxígeno puede se suministrado a través del tejido, y es el motivo por el cual es capaz de sobrevivir durante cinco días y medio en el laboratorio fuera del cuerpo.

La técnica actual es también clave – las células se dejan caer sobre el plato de forma individual para formar un patrón de nido de abeja, lo que significaba que la relación entre los hepatocitos y otras células podrían ser manejados. Se crea una red similar a una malla apretada de las células que, a medida que madura, comienza a reflejar la misma formación y densidad de las células de un hígado real dentro del cuerpo.

El hígado es increíblemente pequeña – sólo medio milímetro de espesor y cuatro milímetros de ancho. Sin embargo, este órgano minutos, con poca semejanza visual a la realidad en su casa placa de Petri, se las arregla para replicar procesos clave realizados en la realidad. Se produce la proteína albúmina y plasma sintetizada glicoproteínas fibrinógeno y transferrina. Estos son todos los componentes vitales para obtener nutrientes, hormonas y fármacos para la sangre y el resto del cuerpo. También se generó colesterol que es la grasa que lleva. Para sus funciones de desintoxicación, el hígado también necesita producir ciertas enzimas CYP 1A2 y como CYP 3A4 – que este pequeño precursor orgánico también lo hizo. Su producción de albúmina fue de entre cinco y nueve veces más que en las estructuras celulares planas de la ingeniería 2d.

“El actual modelo de 2D, es tan inadecuada y conseguir justo a mitad de camino a la perfección es tan útil que podemos perfeccionar con el tiempo”, dijo Murphy Xconomy . “No sólo estos tejidos pueden ser un primer paso hacia un hígado 3D más grande, las pruebas de laboratorio con las muestras tienen el potencial de ser juego cambiando para la investigación médica.”

El objetivo principal de Organovo es en la generación de un mejor tejido humano en el laboratorio para el modelado de la enfermedad y el descubrimiento de fármacos, y aunque su principal objetivo no es la creación de órganos complejos enteros, CTO Sharon Presnell comentó : “No estoy diciendo que voy a darle un hígado entero en una caja, pero sí creo que veremos tejido hepático implantable en mi vida. ”

De acuerdo con un informe de KPBS , la compañía planea vender el tejido hepático para investigadores de las drogas en 2014.

Mientras tanto, la empresa se ​​busca aumentar la vida útil y el tamaño de las muestras de tejido, lo que podría estar abajo a garantizar una mejor entrega de nutrientes y oxígeno. Este fue el tema central de la Universidad de Pennsylvania estudio cubierto por Wired.co.uk en Julio de 2012 , cuando los bioingenieros desarrollaron una técnica para estructuras vasculares de impresión en 3D utilizando azúcar y un polímero biodegradable derivado del maíz. Las células pueden ser cultivadas alrededor de la estructura impresa 3D, después de lo cual se disolvería a dejar los vasos huecos intactos. Los nutrientes y el oxígeno se podrían entregar a través de la red, con células de los vasos sanguíneos a continuación, introducidas para extender más el laberinto. Cuando el equipo probó la técnica de uso de las células del hígado, las tasas de supervivencia aumentaron y la  funcionalidad mejoró.

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