Investigadores del Hospital Brigham and Women’s y de la Facultad de Medicina de Harvard, en Estados Unidos, han conseguido una técnica que combina la bioimpresión en 3D con técnicas de crioconservación para crear tejidos que pueden conservarse en un congelador a -196 °C y descongelarse en cuestión de minutos para su uso inmediato, según han anunciado en la revista ‘Matter’.
Uno de los principales obstáculos para el estudio y el uso clínico generalizados de los tejidos en 3D es su corta vida útil, que puede oscilar entre unas pocas horas y unos pocos días. Como en el caso de un trasplante de órganos, un tejido bioimpreso debe transportarse rápidamente al lugar donde se necesita, o no será viable.
"En el caso de la bioimpresión convencional, básicamente no hay vida útil. En la mayoría de los casos, se imprime y se utiliza inmediatamente. Con la criobioimpresión, se puede imprimir y almacenar en estado congelado básicamente todo el tiempo que se quiera", ha explicado el autor principal, Shrike Zhang, ingeniero biomédico del Brigham and Women’s Hospital.
El uso de la bioimpresión 3D para crear tejido humano artificial apareció por primera vez hace veinte años. Al igual que en la impresión 3D convencional, se extruye una tinta capa por capa a través de una boquilla para darle una forma preestablecida.
Los tejidos bioimpresos en 3D podrían servir como modelos realistas para probar nuevos fármacos o ayudar a los pacientes que necesiten tejidos de sustitución tras una lesión o enfermedad
En el caso de la bioimpresión, la ‘tinta’ se compone normalmente de un andamiaje similar a la gelatina con células vivas. La crioimpresión funciona de la misma manera, salvo que la impresión se realiza directamente en una placa fría mantenida a temperaturas de hasta -20 °C. Una vez impresos los tejidos, se trasladan inmediatamente a condiciones criogénicas para su almacenamiento a largo plazo.
La impresión a bajas temperaturas tiene la ventaja añadida de que puede hacer formas más intrincadas que los métodos tradicionales de bioimpresión. "El filamento de la biotinta se congela a los milisegundos de llegar a la placa fría, por lo que no tiene tiempo de perder su forma original. Así se pueden construir capas una sobre otra, creando finalmente una estructura 3D independiente que puede soportar su propio peso", ha detallado el investigador.
USO DE TEMPERATURAS CRIOGÉNICAS
El uso de temperaturas criogénicas también alivia las limitaciones en cuanto a los tipos de biotintas que pueden utilizarse. En los métodos convencionales de bioimpresión, la biotinta debe ser viscosa para mantener su forma, pero a una temperatura más baja, la mayoría de los fluidos son naturalmente más viscosos.
Para sobrevivir a las temperaturas criogénicas, las células deben ir acompañadas de un agente criopreservador, que evita el choque osmótico y limita la formación de cristales de hielo que pueden dañar sus membranas celulares. El equipo de Zhang ha dirigido la mayor parte de sus esfuerzos a encontrar la combinación de agentes criopreservadores que produjera la mayor viabilidad celular.
Así, los investigadores han demostrado que los tejidos podían durar al menos tres meses antes de ser devueltos a la vida. "Revivir los tejidos es bastante fácil. Es como revivir cualquier tipo de células criogenizadas. Las devuelves a un medio caliente y utilizas un proceso de descongelación rápido", ha subrayado Zhang.
Para demostrar que los tejidos pueden conservar su funcionalidad original, el equipo ha realizado una serie de ensayos de viabilidad celular que demostraron que las células podían someterse a la diferenciación como antes.
En el futuro, los tejidos bioimpresos en 3D podrían servir como modelos realistas para probar nuevos fármacos o ayudar a los pacientes que necesiten tejidos de sustitución tras una lesión o enfermedad. La posibilidad de congelar los tejidos bioimpresos durante un periodo de tiempo prolongado permitirá que los investigadores sigan colaborando en el desarrollo de estas aplicaciones y que el almacenamiento se prolongue para su uso en entornos preclínicos y clínicos.