UN GRUPO DE CIENTÍFICOS creó un modelo tridimensional de tejido pulmonar que ofrece un entorno más adecuado para analizar medicamentos y patologías como la tuberculosis, covid-19, el asma, la Enfermedad Pulmonar Obstructiva Crónica (EPOC) y la fibrosis pulmonar.
De acuerdo con los investigadores, los pulmones impresos en 3D a partir de células vivas podrían mejorar la prevención y el tratamiento de enfermedades respiratorias, y en el futuro representar una alternativa cultivada en laboratorio para los trasplantes de órganos.
En la actualidad, muchos especialistas utilizan modelos bidimensionales y animales para estudiar enfermedades pulmonares como la tuberculosis; sin embargo, estos métodos tienen limitaciones, pues no reproducen con precisión la estructura ni el comportamiento de los órganos humanos.
“Nos hemos dado cuenta de que carecemos de un modelo realista para las enfermedades pulmonares, y eso impide planificar mejores estrategias para las terapias respiratorias”, afirmó la científica de biomateriales Nuraina Dahlan en una declaración.
Contar con un modelo que reproduzca fielmente los pulmones humanos supondría un cambio radical en el tratamiento de estas enfermedades. Durante el desarrollo de nuevas terapias —como fármacos y vacunas— se prueban diversos candidatos en modelos que van desde los ensayos in vitro (realizados fuera del organismo vivo, en laboratorio) hasta los modelos animales. No obstante, algunos de estos candidatos fracasan en la práctica clínica debido a la diferencia entre las respuestas de los tejidos humanos y animales, explicó Dahlan a Newsweek.
“Un modelo pulmonar 3D nos permite evaluar estas terapias directamente en un entorno más representativo del cuerpo humano y de manera ética. Confiamos en que esto aumente la tasa de éxito en la comercialización de nuevas terapias”, añadió.
Existe un gran potencial para el desarrollo de terapias personalizadas también utilizando estos modelos, y este es un área de investigación activa en el campo del cáncer, por ejemplo.
El coautor del artículo, Neeraj Dhar, dijo: “Los pulmones impresos en 3D tienen el potencial de ayudarnos a comprender mejor las enfermedades como la tuberculosis y la fibrosis pulmonar”.
El modelo desarrollado se está utilizando actualmente para estudiar diversas infecciones respiratorias, según el equipo. Los pulmones contienen un marco estructural llamado matriz extracelular, que es donde viven las células pulmonares, explicaron los investigadores.
Los modelos pulmonares se imprimieron con biotintas que contienen células vivas reales. El equipo examinó sus modelos impresos en 3D con radiación electromagnética de la Fuente de Luz Canadiense (un sincrotrón con sede en el campus de Saskatchewan) para comprender la forma y la función del tejido sin dañar las muestras.
Se han realizado varios estudios que han diseñado tejido pulmonar utilizando diversos materiales y biotintas. Este estudio optimizó y desarrolló una nueva biotinta al usar la matriz extracelular de pulmón porcino como base para lograr las propiedades mecánicas y la viabilidad celular óptimas, afirmó Dahlan.
Descubrieron que su modelo proporciona un entorno en el que las células pulmonares humanas pueden sobrevivir, lo que sugiere que podría ser adecuado para el crecimiento de nuevas células.
Los investigadores ahora planean imprimir en 3D otro pulmón y luego determinar cómo responde a las enfermedades infecciosas. Además de ayudar a los científicos a comprender mejor las enfermedades pulmonares y desarrollar tratamientos específicos para cada paciente, el objetivo final de la ingeniería de tejidos pulmonares sería cultivar pulmones completos en el laboratorio.
“Eso nos permitirá no solo estudiar enfermedades, sino también utilizar pulmones cultivados en laboratorio como reemplazo del trasplante [a la espera de estudios futuros]”, apuntó Dahlan.
Y señaló en la conversación: “Esta tecnología [que se está probando actualmente en este estudio] aún está en sus primeras etapas. Actualmente, nos centramos en perfeccionar este modelo 3D para que recapitule por completo la compleja estructura y función del pulmón”.
Durante los próximos cinco a 10 años proyectan un uso importante de estos modelos para comprender las enfermedades pulmonares y para el descubrimiento y la prueba de nuevas terapias. Es un proceso gradual, pero esperan que a largo plazo genere beneficios transformadores para investigadores y pacientes. N
(Con información de Hannah Millington / Newsweek Internacional)
