Hay que ejecutar muchos pasos antes de poder producir partes sustitutas para un riñón artificial, pero el resultado es importante porque significa que por primera vez los investigadores han empleado la impresión 3D para fabricar tejido de riñón que funciona como el natural. Sus creadores afirman que a corto plazo el tejido podría ser empleado fuera del cuerpo para ayudar a personas que han perdido la función renal y para probar la toxicidad de nuevos fármacos.
Los investigadores llevan más de 20 años intentando producir riñones artificiales, pero recrear la compleja estructura en tres dimensiones y arquitectura celular del riñón, que resultan cruciales para su funcionamiento, representa un duro reto. Aun así, la necesidad es urgente. Aproximadamente el 10% de la población mundial sufre de una enfermedad renal crónica. Para sobrevivir, millones de personas dependen de la diálisis, un procedimiento exigente que lleva mucho tiempo en el que se extrae la sangre, que se filtra en un dispositivo y se devuelve al cuerpo del paciente cuando ya está limpia. Pero las máquinas de diálisis no son ni remotamente tan eficaces como los riñones. Y mientras que aproximadamente 16.000 personas reciben trasplantes de riñón cada año en Estados Unidos, otras 100.000 se encuentran en lista de espera.
Foto: Con una 'bioimpresora' en 3D, los investigadores han logrado imitar la estructura de un importante componente renal. Crédito: Instituto Weiss.
El nuevo tejido renal impreso en 3D es el fruto del laboratorio de la investigadora de la Universidad de Harvard (EEUU) Jennifer Lewis, que ha desarrollado un innovador enfoque para "bioimprimir" el tejido. La técnica permite a los investigadores imprimir estructuras complejas de diferentes tipos de tejido humano, además de los sistemas vasculares requeridos para mantenerlos vivos. El método de impresión emplea múltiples tipos de "tintas" de consistencia parecida a un gel. Después de imprimir, los investigadores extraen una de las tintas, dejando así unos tubos huecos. Entonces añaden células que al madurar se convierten en el tejido.
Las pruebas de laboratorio demuestran que el tejido impreso demuestra una función renal real que alcanza un grado que no se había logrado con anterioridad, afirman los investigadores. En particular, pudieron fabricar un túbulo proximal, un componente de una nefrona, la unidad funcional básica del riñón. Las nefronas filtran la sangre, dejando las cosas útiles para el cuerpo y excretando el resto. Si los científicos fuesen capaces de fabricar una nefrona, en teoría podrían fabricar riñones. Pero eso requerirá el desarrollo de varias partes interconectadas adicionales, algo que probablemente llevará muchos años más.
Aun así, esta parte particular de la nefrona juega un papel clave en el proceso de reabsorber los nutrientes, así que el tejido impreso podría resultar médicamente útil, según Lewis, que es científica de materiales y profesora de ingeniería de inspiración biológica de la Universidad de Harvard. Para empezar, este tejido podría ser empleado para probar fármacos potenciales. Alrededor del 20% de los fármacos en ensayos humanos de fase avanzada fracasan porque resultan tóxicos para el riñón. El tejido artificial también podría ser utilizado en un dispositivo fuera del cuerpo para ayudar con la diálisis. Desarrollar tal dispositivo llevará al menos varios años, afirma Lewis.