La primera bioimpresora capaz de crear piel humana es española

  • Somos

La primera bioimpresora capaz de crear piel humana es española

La bioimpresora 3D es apta para trasplantes clínicos y para su uso en investigaciones industriales de productos químicos, cosméticos y farmacéuticos. Foto: BioDan Group
La bioimpresora 3D es apta para trasplantes clínicos y para su uso en investigaciones industriales de productos químicos, cosméticos y farmacéuticos. Foto: BioDan Group

“Hemos sido de los primeros que han demostrado que a través del sistema de impresión es posible crear un tejido vivo y apto para ser utilizado en múltiples direcciones. Entre ellas el trasplante a pacientes”. El que habla es José Luis Jorcano, profesor del departamento de Bioingeniería de la Universidad Carlos III de Madrid y responsable de la unidad de Ingeniería Biomédica de la Unidad Mixta del CIEMAT-UC3M.

Jorcano forma parte del equipo de investigadores españoles que ha patentado un prototipo de bioimpresora 3D capaz de crear piel humana apta para ser trasplantada a pacientes o utilizada en el testeo de productos químicos, cosméticos y farmacéuticos.

El proyecto ha sido posible gracias a la conjunción de fuerzas entre la Universidad Carlos III de Madrid (UC3M), el Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT) y el Hospital General Universitario Gregorio Marañón, en colaboración con la compañía de bioingeniería BioDan Group, quien, en unos meses, espera sacar al mercado un modelo industrial de este dispositivo.

Biotintas, la clave del proceso

Todo comenzó hace unos tres años y medio cuando en los laboratorios del CIEMAT y el Carlos III  se puso en marcha un método manual para producir grandes extensiones de piel dirigidas al trasplante de pacientes y cuya primera aplicación fue la unidad de quemados extensos. “Sabíamos que el producto que estábamos fabricando funcionaba. Así que fue simple darnos cuenta de que teníamos que patentar ese método manual y automatizarlo. Y la mejor manera era la creación de una bioimpresora”, recuerda Jorcano.

Pero, ¿cómo se consigue replicar un organismo como la piel? Pues aquí es donde entran en juego las biotintas. Al igual que las impresoras domésticas disponen de cartuchos de colores o las impresoras 3D cargas de polímeros de plástico, la bioimpresora 3D utiliza una serie de cartuchos con componentes biológicos mediante a los cuales es posible crear tejidos. “En el caso de la piel, hay que cargar dos tipos de células: las células de la epidermis y las de la dermis”, señala el científico asturiano.

A ello se une la necesidad de aplicar proteínas que permitan desarrollar un andamiaje. Es decir, “generar una estructura tridimensional dentro de la cual se van a colocar estos dos tipos de células con el fin de concebir una textura similar a la de la piel”, explica José Luis Jorcano. Por último, también son precisos iones químicos y productos alimenticios para que las células puedan vivir mientras se realiza la impresión.

Estas biotintas han sido patentadas por el CIEMAT y se encuentran bajo la licencia de BioDan Group. Su funcionamiento está controlado por ordenador y se realiza de manera ordenada para poder ir produciendo la piel paso a paso.

Ventajas clínicas e industriales

El proceso de elaboración se puede realizar de dos maneras: mediante la piel autóloga, creada a partir de las células del propio paciente para usos clínicos, o a través de la piel alogénica, generada a partir de células de cualquier donante. Sin embargo, en ambos procesos es necesario extraer, al igual que en la técnica manual, células cutáneas del individuo por medio de una pequeña biopsia.

Después, la muestra es cultivada en un laboratorio y amplificada hasta alcanzar el número de células necesarias en función de la superficie de piel que se quiera fabricar. Es un procedimiento sencillo pero que puede durar unas dos o tres semanas. Una vez que se han conseguido suficientes células, se mezclan con el resto de componentes biológicos para generar la impresión, la cual solo tarda unos pocos minutos.

La impresora permite crear piel de una forma automatizada y estandarizada, con lo que se mejora la reproducibilidad del proceso, consiguiendo además que se abaraten significativamente los costes de producción. “El testeo industrial es un campo que cuenta con una importancia comercial tremenda y donde, consecuentemente, se mueve mucho dinero”, señala el doctor Jorcano.

Cuando pensamos en pacientes, su gran ventaja es la inmediatez de acción, ya que esta cobertura no necesita comenzar con una biopsia del propio afectado. “Existen situaciones en las que hay que cubrir a un paciente de una manera temporal por una quemadura o una herida mientras llega al hospital o mientras le crece la piel con sus propias células”, explica el veterano biólogo molecular. Y esta maquinaría lo hace posible al poder contar con un banco de células preparado para imprimir esa “piel de emergencia”.

Hacia el desarrollo de nuevos tejidos orgánicos

“Hay que contar con los problemas regulatorios, porque esto no lo hace uno libremente, sino que hay reglamentos muy concretos, específicos y exigentes que uno tiene que cumplir”, recuerda José Luis. Y es que, actualmente, el desarrollo se encuentra en fase de aprobación por parte de distintas entidades regulatorias europeas con el objetivo de garantizar que “cumple con las condiciones requeridas para servir de testeo a las pruebas industriales y que sus resultados son significativos para humanos “.

En el futuro se espera que la ciencia siga avanzando a pasos agigantados. Por ello, la siguiente etapa de la bioimpresión sería la composición de otros tejidos más complejos como los vasos sanguíneos. E, incluso, más adelante los órganos vitales. “Esa es la otra enorme ventaja que tiene la bioimpresion porque crear esos tejidos geométricamente mucho más complejos por métodos manuales resulta complicadísimo”.

La previsión que manejan los especialistas es que en los próximos años se irán desarrollando técnicas que generen “tejidos relativamente simples como cilindros huecos. Como por ejemplo: los vasos sanguíneos, las uretras, las vejigas urinarias, las tráqueas…”, expone Jorcano.

A largo plazo, “y ahí no me atrevería a dar una fecha”, apostilla, se podrían desarrollar los órganos sólidos tridimensionales como el corazón, el hígado, etc. Miembros con una complejidad estructural mucho mayor y que además plantean el problema de que poseen vasos sanguíneos incorporados por dentro, los cuales “hay que conseguir que funcionen correctamente. Y esa es una propuesta que todavía es muy incipiente”.

A pesar de ello, la bioimpresión 3D ha abierto una puerta con amplias posibilidades que antes no existía. Un enorme progreso de la ciencia y el emprendimiento en España que, a buen seguro, repercutirá en la medicina internacional.