Científicos de la UBC crean hidrogel de metacrilato de gelatina para fabricar tejidos y órganos
Actualmente, los transplantes de órganos y tejidos son un procedimiento complicado de llevar a cabo, por varias razones, entre las que se cuenta la escasez de donantes, la renuencia de los familiares a permitir la donación de los órganos de pacientes con muerte cerebral, la prevalencia de enfermedades infecto-contagiosas graves como VIH, HTLV-1 y varios otros virus en potenciales donantes, etc.
Además de la complicación en el transplante en sí, ya que dadas las variables inmunológicas implicadas en el proceso, la compatibilidad entre el donante y el receptor no siempre es la óptima, más aún, en caso de aquellos transplantados que han tenido un rechazo a un primer órgano, cuyas tasas de anticuerpos lo vuelven un receptor casi inviable para un nuevo transplante.
Por todos estos motivos es que actualmente se busca cada vez más poder obtener órganos y tejidos de manera artificial, que permita una mayor biocompatibilidad y que disminuya ostensiblemente el gran riesgo de los peligros de rechazo al transplante, así como la tan temida enfermedad injerto contra huésped (EICH).
Con el objetivo de solucionar estas graves complicaciones, es que los científicos hace ya bastante tiempo están tratando de encontrar un sustituto artificial no inmunógeno y altamente biocompatible, que reemplace a los órganos y tejidos obtenidos de donantes, procedimiento que se está logrando importantes avances con el uso de la impresión en 3D con biomateriales especialmente diseñados.
El nuevo hidrogel para uso en medicina regenerativa
El estudio fue publicado recientemente en la revista Biofabrication y da cuenta de los hallazgos del equipo de la University of British Columbia Okanagan Campus (UBC), liderado por Keekyoung Kim, profesor asistente en la Escuela de Ingeniería de dicha casa de estudios, que creó dos nuevos hidrogeles de gelatina de metacrilato (GelMA) en base a piel de pescado de agua fría y gelatina soluble en frío, tras lo cual analizó las propiedades físicas y biológicas de ellos en comparación con el GelMA de piel porcina.
El equipo de la UBC diseñó y fabricó los hidrogeles GelMA con propiedades pensadas como deseables para su utilización en medicina regenerativa, como es el ser térmicamente estables en el rango que fluctúa la temperatura ambiente y que siguiera manteniendo al mismo tiempo las propiedades biológicas y mecánicas, como una baja viscosidad, comparables al GelMA de origen porcino.
La GelMA de gelatina soluble resultó ser una bio tinta que se muestra muy prometedora como materia prima para aplicaciones de bio fabricación. Esto se debe a su conveniencia económica, facilidad de síntesis y biocompatibilidad, que permite su adhesión celular a los tejidos humanos. Además, demostraron que la GelMA soluble en frío es capaz de producir gotitas de mayor uniformidad y estabilidad a temperatura ambiente, que lo convierte en una excelente opción para su uso en bio-impresión 3D.
En contraste, la GelMA sintetizada a partir de una gelatina de piel porcina, que es ampliamente utilizada en la industria alimenticia, tiene el gran inconveniente de transformarse en un gel denso a temperatura ambiente y es unas tres veces más cara que las otras GelMA.
Proyecciones a futuro
Kim anticipa que que este desarrollo puede acelerar ostensiblemente los avances en el campo de la medicina regenerativa, puesto que al utilizar las técnicas como la impresión 3D, los científicos están creando productos biológicos absolutamente bio-compatibles que pueden ser impresos y moldeados en formas específicas para constituir tejidos y órganos que han sufrido alguna lesión irrecuperable o que están en vías de regeneración, pudiendo funcionar en conjunto con las células vivas.
En palabras de Kim: «Una gran desventaja del hidrogel convencional es su inestabilidad térmica. Incluso pequeños cambios en la temperatura causan cambios significativos en su viscosidad o espesor «(…)»Esto hace que sea problemático para muchos sistemas de bio-fabricación a temperatura ambiente, que son compatibles con un rango estrecho de viscosidades de hidrogel y que deben generar productos que sean tan uniformes como sea posible, para que puedan funcionar correctamente«.
«Esperamos que esta nueva bio-tinta ayude a los investigadores a crear mejores órganos artificiales y conducir al desarrollo de mejores fármacos, ingeniería de tejidos y terapias regenerativas».»El siguiente paso es investigar si los andamios de tejidos basados en GelMA solubles en frío pueden ser usados a largo plazo, tanto en el laboratorio como en los trasplantes del mundo real«.
