Vasos sanguíneos autosostenibles diseñados mediante bioingeniería podrían reemplazar vasos dañados en pacientes

Un equipo de investigación ha producido mediante bioingeniería vasos sanguíneos que se integraron de manera segura y efectiva en los sistemas circulatorios nativos de 60 pacientes con insuficiencia renal terminal, en un ensayo clínico de fase 2 de cuatro años. Los nuevos vasos (que actualmente se están probando en dos ensayos clínicos de fase 3 en curso) podrían ayudar a resolver un problema crucial en medicina: la necesidad apremiante de materiales seguros y efectivos capaces de reemplazar vasos sanguíneos humanos lesionados.

La investigación es obra de Jeffrey H. Lawson, del Centro Médico de la Universidad Duke; Laura E. Niklason, de la Universidad Yale; así como Robert D. Kirkton, Maribel Santiago-Maysonet, William E. Tente, Shannon L. M. Dahl y Heather L. Prichard, de la empresa Humacyte Inc. Todas estas entidades están ubicadas en Estados Unidos.

Los vasos sanguíneos pueden resultar dañados por una serie de trastornos y procedimientos, como afecciones cardíacas crónicas, trasplantes de órganos y cirugía del cáncer. La opción de atención estándar para la reparación de vasos dañados consiste en reemplazarlos con vasos sanguíneos extraídos de otras partes del cuerpo, si bien puede inducir un estrés indebido en pacientes que ya presentan un cuadro médico problemático. Los enfoques alternativos, como obtener vasos sanguíneos de donantes humanos o de animales, se enfrentan a obstáculos determinados por la limitada disponibilidad y las técnicas de conservación que comprometen la integridad del tejido.

Para superar estos escollos, Robert Kirkton y sus colegas realizaron el análisis microscópico más extenso hasta la fecha en tejido humano diseñado y emplearon técnicas de ingeniería de tejidos para diseñar vasos acelulares humanos (VAH) diseñados mediante bioingeniería.

En concreto, sembraron células vasculares humanas en un andamio biodegradable y las alojaron en un sistema de biorreactor para favorecer el crecimiento del tejido. Tras ocho semanas de incubación, los investigadores extrajeron el material celular de los VAH, dejando vasos acelulares con una resistente integridad mecánica y estructural.

Ejemplo de vaso acelular humano. Las imágenes muestran la arquitectura microscópica de cada sección. (Imágenes: R.D. Kirkton et al., Science Translational Medicine (2019))

Los científicos implantaron los VAH como puntos de acceso en 60 pacientes con insuficiencia renal terminal sometidos a tratamiento con hemodiálisis, un procedimiento invasivo que requiere acceso a vasos sanguíneos sanos.

El análisis de 16 muestras de tejido de VAH tomadas de 13 sujetos entre 16 y 200 semanas después de la implantación mostró que los vasos, a lo largo del tiempo, se habían poblado con células y microvasculatura de los propios pacientes. Estos resultados demuestran que los VAH realizaron una transición desde estructuras que no contenían células hasta tejido funcional multicapa capaz de transportar la sangre, convirtiéndose de modo efectivo en vasos sanguíneos propios de los pacientes. (Fuente: American Association for the Advancement of Science)