Un astronauta mira hacia la Tierra a través de la ventana de la Estación Espacial Internacional, mientras una bola flotante de células cardíacas sale de una impresora 3D. Parece una visión lejana, pero para Lorenzo Moroni, profesor de biofabricación para medicina regenerativa, esto será una realidad dentro de veinte años. Por este motivo, el Instituto MERLN de Medicina Regenerativa Inspirada en Tecnología de Maastricht colaborará a partir de abril con las agencias espaciales ESA y NASA para imprimir tejido humano en el espacio.
Al entrar, Moroni habla principalmente de la distribución de la oficina: “Aquí todo el mundo está mezclado, desde estudiantes de maestría hasta investigadores de alto nivel. Así nacen las mejores ideas.” Moroni lleva veinte años investigando en medicina regenerativa, tratamientos que tienen como objetivo reparar células, funciones de órganos y tejidos en el cuerpo humano.
Con procesos regenerativos puedes pensar en la cola de una salamandra que vuelve a crecer. O las astas de un ciervo que vuelven una y otra vez. La regeneración también ocurre en el cuerpo humano. Las células de los tejidos mueren, pero también se reponen con otras nuevas. De esta manera, nuestro cuerpo se renueva por completo cada siete años y todas las células son reemplazadas por células nuevas.
“Aquí en Maastricht analizamos cómo se pueden usar las nuevas tecnologías para reparar rápidamente órganos, huesos o músculos del cuerpo humano cuando hay daños”, explica Moroni. “Piense en reparar heridas profundas o fortalecer el músculo cardíaco con tejido nuevo”. Es por eso que imprimir material biológico, impresión biológica, una de las técnicas más importantes. Y según Moroni, la mejor forma de desarrollar esta tecnología es a 400 kilómetros sobre nuestras cabezas: en la ISS.
¿Cómo se imprime material biológico?
“No imprimimos con tinta, sino con un gel lleno de células madre que sale de una especie de pistola de pegamento. Estas células se adaptan al tipo de tejido que se quiere reparar. Si los vasos sanguíneos se dañan en un corte profundo, imprimimos células endoteliales que promueven la reparación de dicha herida. Para el músculo cardíaco dañado, se imprimen células madre que se convierten en los llamados cardiomiocitos. Estas células pueden morir por falta de oxígeno. El tejido cicatricial resultante a menudo causa arritmias cardíacas que provocan otro ataque al corazón. Si imprime células y repara el tejido, puede reducir la posibilidad de una recurrencia”.
El siguiente paso es que probaremos esto en busca de daños menores a los humanos, como un corte profundo.
¿Cómo es la tela estampada?
«Puede ser un trozo de tejido escamoso, pero también podemos integrar las células, por ejemplo, en tiritas que se pegan en una herida y luego ayudan a que la herida cicatrice».
Pero, ¿esas células se adhieren directamente al tejido dañado?
“No siempre, necesitas el llamado material portador para eso. En nuestro cuerpo, el tejido además de las células está formado por una estructura proteica, en la que anidan las células. Para las células nuevas, imitamos esa estructura proteica con un gel biodegradable. Este gel actúa inicialmente como material portador de las células que insertamos. Cuando las células comienzan a dividirse, construyen gradualmente su propia estructura proteica y nuestro gel se descompone. De esta manera, un tejido puede convertirse en un lecho de proteínas que crece con él”.
¿Estas telas estampadas ya se están usando para humanos?
“No, ahora podemos cultivar tejido de forma controlada en el laboratorio. El siguiente paso es que probaremos esto para daños menores en humanos, por ejemplo, para un corte profundo que no se cura por sí solo.
“Lo que es posible: utilizar tejidos impresos para probar nuevos medicamentos. Eso funciona mucho mejor que las pruebas con animales, porque luego se prueba con tejido humano real. Eso ahorra otro paso en todo el proceso de prueba”.
El envejecimiento del cuerpo va más rápido en el espacio debido a los rayos cósmicos
¿Por qué quieres imprimir en el espacio?
“Hay gravedad en la Tierra. Cuando imprimimos tejido aquí, lo hacemos sobre una superficie plana, porque el gel lleno de células simplemente se cae. Esto crea capas en la forma en que se organizan las celdas, comparables a las capas en un spekkoek. Cuando crecen, lo hacen en capas. No es así como sucede en nuestro cuerpo. No hay gravedad en el espacio, por lo que puede imprimir en tres dimensiones. Esto nos permite imitar mucho mejor las estructuras de los tejidos. Redondas, angulares, qué células deben colocarse en qué parte de la estructura de la proteína, en el espacio tenemos control sobre muchos más factores que en la Tierra”.
¿Cómo es ese tejido espacial?
«Tal vez conoces la gotas flotantes de videos de la ISS. Podemos organizar nuestras gotitas de células por medio de ondas de sonido y fuerzas magnéticas, exactamente como están estructuradas en el cuerpo. Eso realmente solo es posible en ausencia de la gravedad”.
¿Entonces haces pañuelos en el espacio y luego los traes de vuelta a la Tierra?
“No, también realizaremos experimentos allí. El envejecimiento del cuerpo va más rápido en el espacio porque las células están más dañadas por los rayos cósmicos. Si simulamos tejidos en el espacio, podemos detectar ese daño mucho más rápido, mientras que en la Tierra tenemos que esperar años para esto. Como resultado, aprendemos con mayor precisión cómo crecen y envejecen los tejidos. Tome el crecimiento de los cardiomiocitos en el corazón. Estas células crecen y se dividen hasta que llegamos a la edad adulta, pero luego todo ese proceso se detiene. ¿Por qué es así? Nuestros tejidos que envejecen rápidamente pueden dar una idea de esto”.
Una de cada cinco personas muere de enfermedad cardiovascular, quiero hacer algo al respecto
Solo vas a mirar el corazón en esta exploración espacial, ¿por qué?
“Bueno, es un poco como el motor de nuestro cuerpo, pero apenas sabemos cómo se repara después de un infarto, por ejemplo. Una de cada cinco personas muere de enfermedad cardiovascular, quiero hacer algo al respecto. Mi tío era cirujano cardíaco en Italia y salvó tantas vidas de esa manera. Yo también quiero eso, pero luego con tejidos impresos en los que exponemos procesos hasta ahora desconocidos”.
¿Por qué las agencias espaciales NASA y ESA están realmente involucradas en este proyecto?
“La NASA y la ESA planean llevar humanos a la Luna y Marte por un período prolongado de tiempo dentro de diez años. Si las personas se lesionan allí o sufren otros daños en el cuerpo, no hay ayuda médica. Las celdas de impresión podrían ayudarlos a hacer eso. Además, los experimentos que queremos hacer deben ser realizados por astronautas capacitados, por lo que realmente los necesitamos para que este proyecto sea un éxito”.
¿No has planeado un viaje espacial tú mismo?
«No aún no. Pero si puedo, definitivamente iré”.