Cultivo de tejidos en el espacio

La ingeniería tisular es un campo en rápido crecimiento que está alcanzando nuevas cotas gracias a la investigación espacial. Un experimento a bordo de la Estación Espacial Internacional ya está abriendo nuevos horizontes para el cultivo de vasos sanguíneos artificiales para la cirugía en humanos.

La mayoría de las técnicas de cultivo de estructuras tridimensionales a partir de células humanas en la Tierra implica el uso de armazones biocompatibles. En el laboratorio, los científicos los emplean para definir la forma del tejido y ayudar a las células a adherirse entre sí. Un experimento europeo demostró cómo los cultivos de células en microgravedad hacen innecesario contar con ayuda externa y podrían formar vasos sanguíneos rudimentarios de manera natural.

El experimento Spheroids observó cómo las células que forman la capa interior de nuestros vasos sanguíneos —las células endoteliales— reaccionan a la microgravedad de la estación espacial. Estas células controlan la contracción y expansión de nuestros vasos sanguíneos, regulando el flujo hacia los órganos y la presión sanguínea.

La ingravidez y la ausencia de convección en órbita constituyen una combinación perfecta para estudiar estas estructuras tridimensionales complejas.

Las células humanas cultivadas en el espacio se ensamblaron formando estructuras tubulares similares al tejido interno de los vasos sanguíneos de nuestro cuerpo. Durante el experimento, las células se cultivaron durante 12 días dentro de una incubadora Kubik de la ESA para mantener una temperatura adecuada.

(Foto: Otto von Guericke University Magdeburg – Daniela Grimm)

“Estos agregados tubulares se asemejaban a rudimentarios vasos sanguíneos, algo nunca antes logrado por científicos al cultivar células en la Tierra”, afirma Daniela Grimm, de la Universidad Otto von Guericke de Magdeburgo (Alemania). El experimento Spheroids se llevó a cabo a bordo de la ISS en 2016.

“Nadie sabía cómo reaccionarían las células en el espacio. El proyecto Spheroids ha sido un aventura emocionante desde el primer momento”, añade.

Con las muestras de vuelta en la Tierra, los científicos se llevaron una agradable sorpresa al ver cómo las células formaban agregados esferoidales tridimensionales por sí mismas.

“Hemos aprendido cosas nuevas sobre el mecanismo de formación tubular y los resultados han confirmado que la gravedad afecta al modo en que interactúan las proteínas y los genes”, explica Markus Wehland, biólogo molecular de la misma universidad.

El trabajo de documentación y en el laboratorio continúa, pues aún se sigue investigando cómo y por qué las células se agregan formando esferoides.

“Estamos cultivando distintas células para mejorar la ingeniería tisular de los vasos sanguíneos artificiales”, corrobora Markus. Al combinar las células endoteliales con otros cultivos, el equipo ha sido capaz de “reconstruir” varias capas de vasos sanguíneos en una máquina de posicionamiento aleatorio, un dispositivo que simula la microgravedad en la Tierra.

Cultivar vasos sanguíneos en el espacio podría ayudar a desarrollar tejido humano para trasplantes o para producir nuevos medicamentos. Con el tiempo, la mejora en las técnicas podría ayudar a sustituir los vasos sanguíneos dañados de pacientes necesitados de trasplantes.

Los astronautas también se beneficiarán de estos nuevos conocimientos sobre las células endoteliales, dado que sufren alteraciones en la presión sanguínea durante los vuelos espaciales. (Fuente: ESA)