¿Solucionarán las bioimpresoras 3D la escasez de órganos para trasplante?

Cuando se habla de posibles fábricas futuras de órganos para trasplante que alivien las actuales estrecheces, y una vez citadas las distintas vías porcinas para que estos animales se conviertan en la solución del problema, surge inevitablemente la alternativa de generar los órganos mediante impresoras 3D. ¿Se trata de una posibilidad cierta o es solo ciencia ficción? Analicemos la situación actual.

Consta el primer antecedente de impresión 3D en 1981 cuando el japonés Hideo Kodama inventa un aparato que empleaba luces ultravioletas para endurecer polímeros y crear objetos sólidos. Era un antecedente de la esterolitografía, desarrollada en los ochenta y que en suma se trata de un proceso de impresión que permite que un objeto tridimensional se cree a partir de datos digitales. La primera de estas máquinas de impresión 3D en el mercado fue desarrollada por la empresa 3D Systems en 1992. Su funcionamiento básico es similar a la de las impresoras de tinta, pero en vez de escribir con un líquido sobre una superficie, utiliza un láser UV que va solidificando un fotopolímero, con el cual va fabricando partes tridimensionales capa por capa.

Las aplicaciones de esta tecnología se han ido multiplicando a lo largo de los años, desde objetos caseros, instrumentos musicales, piezas de arquitectura, aeronáuticas o aeroespaciales, prótesis quirúrgicas… y más recientemente casas prefabricadas, pequeños aviones y hasta armas de fuego. Pronto se fueron desarrollando aplicaciones en medicina que van desde fabricación de instrumental a las ya citadas prótesis a la medida del enfermo, e incluso una pierna completa. De igual manera, en 2012 se implantó una mandíbula impresa en 3D y su empleo en cirugía maxilofacial es cada vez más frecuente.

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La posibilidad de crear total o parcialmente órganos mediante impresoras 3D que puedan implantarse al ser humano viene ya del siglo pasado. En 1999 se logró un aumento de la capacidad de una vejiga urinaria utilizando material sintético recubierto por las propias células del paciente, lo que hizo que no fueran rechazadas. En la misma línea se ha avanzado mucho en la bioimpresión de órganos huecos como la tráquea, la vagina o los vasos sanguíneos, todos con recubrimiento de células del propio enfermo. Por ejemplo, en 2014 se comunicó el trasplante de 4 vaginas creadas con esta tecnología empleando un recubrimiento fabricado con células madre en mujeres con agenesia vaginal, y que 8 años después disfrutan de una vida sexual plena. De igual manera se han fabricado piezas óseas para implante o investigación, parches de piel para cicatrización de heridas, quemaduras o también para investigación, cartílagos a medida para lesiones articulares y un largo etcétera.

Hasta aquí todo muy bien y efectivamente con muchas utilidades médicas. Se trata de lo que se conoce como órganos bioartificiales, que combinan estructuras artificiales fabricadas o no mediante impresoras 3D, recubiertas con células obtenidas del propio enfermo y convenientemente rejuvenecidas. Aquí la tinta utilizada en la impresora son células madre, células vivas. Estas técnicas funcionan sobre todo con órganos huecos como los ya citados, lisos como la piel o que tengan una función de soporte como los huesos, lo que sin duda no es poco y cada día se perfeccionan más y más. Debe entenderse que no se trata de replicar exactamente estos tejidos, sino de diseñar una estructura que los sustituya temporal o definitivamente dando lugar en muchos casos a que sea el propio organismo quien vaya recuperando el tejido perdido fabricándolo de nuevo a partir del andamiaje proporcionado por la tecnología 3D.

El problema surge, sin embargo, con los llamados órganos sólidos, lo que se entiende realmente en medicina como trasplante de órganos: riñón, hígado, corazón, pulmón y páncreas. Es cierto que se han fabricado pequeños fragmentos de hígado, corazón o riñón, que remedan la función de estos órganos de una forma rudimentaria, y que tienen un gran valor, por ejemplo, para probar medicamentos. Sin embargo, el problema es que todos ellos tienen una estructura muy compleja, muy difícil de programar y con una extensísima arquitectura de vasos sanguíneos a través de la cual se tiene que alimentar hasta la última porción del órgano creado, lo cual plantea grandes dificultades.

La lista de problemas se culmina si pensamos que por ejemplo el riñón, el órgano más demandado, está formado nada menos que por 35 tipos distintos de células, con lo que la tinta celular que habría que utilizar dista mucho de haberse conseguido porque no parece que las células madre reprogramadas del enfermo, que se supone van a tener que crear el órgano fuera del ambiente embrionario aún pobremente conocido, vayan a saber en cada momento qué tipos de células tienen que formar ni qué arquitectura tienen que adoptar.

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La investigación va dando pasos que nos acercan al fin deseado, pero mucho más lentamente que lo que todos desearíamos. En 2019, un grupo norteamericano descubrió que la tartrazina, un colorante alimenticio ampliamente utilizado, podría servir para fabricar el entramado vascular, sin riesgo de toxicidad, lo que sin duda puede ser un avance importante.

Investigadores que conocen a fondo las dificultades de implementación de esta tecnología hasta lograr el trasplante de órganos sólidos elevan hasta los 20 años lo que habría que esperar para que lo veamos hecho realidad, lo que ciertamente no resulta muy esperanzador. En todo caso, es preciso continuar investigando porque, aunque no se logre pronto el desiderátum de fabricar órganos, ya hemos visto que los frutos ya maduros derivados de la impresión 3D van siendo cada día de más utilidad en medicina, y eso hace que merezca la pena.