Nuevos materiales para regenerar tejidos y órganos

Actualmente no existen muchas estrategias que permitan la recuperación funcional de un tejido dañado por enfermedad o accidente, situación agravada por una población con una esperanza de vida cada vez mayor. Esta limitación encuentra su origen en los formidables retos tecnológicos que es necesario afrontar para conseguir crear un fragmento de tejido orgánico funcional in vitro que pueda luego ser implantado.

En este contexto se enmarca el proyecto THOR, liderado por la Universidad Politécnica de Madrid (UPM) en España, en el que participan universidades y empresas de España, Francia, Alemania e Italia. La finalidad del proyecto es generar tejido orgánico que pueda ser procesado en un centro sanitario para ser posteriormente implantado en el paciente, permitiéndole recuperar la funcionalidad perdida.

El proyecto THOR es un proyecto Pathfinder, una iniciativa de financiación de la Unión Europea diseñada para respaldar a equipos de investigación en el desarrollo de tecnologías revolucionarias. Dentro del equipo de THOR cada uno de los socios aporta sus conocimientos y experiencia en campos tan diversos como la ingeniería de tejidos, la neuroanatomía y la microfluídica, a fin de superar desde una aproximación multidisciplinar los retos a los que se enfrente la generación de un fragmento de tejido orgánico artificial.

Encuadrado dentro del área de Ingeniería de Tejidos, el proyecto tiene como objetivo la construcción de un andamio tisular (estructura tridimensional elaborada a partir de biomateriales, tanto naturales como sintéticos, que proporciona un soporte físico para el crecimiento celular) que sirva de soporte para el crecimiento de los diferentes linajes celulares. Los linajes celulares son conjuntos de células especializadas que proceden de una célula madre original, y son precisamente estos diferentes linajes celulares especializados los encargados de proporcionar al tejido artificial aquella funcionalidad que se desee recuperar en el paciente.

Una primera novedad del proyecto THOR es el empleo de fibras de seda regenerada de altas prestaciones como elemento básico para la construcción del andamio tisular. “Las fibras de seda regenerada son uno de los materiales más biocompatibles que se conocen y su excelente comportamiento mecánico las convierte en elementos de enorme fiabilidad estructural”, explica el investigador principal del proyecto José Pérez Rigueiro de la UPM, que lleva a cabo su labor investigadora en el Centro de Tecnología Biomédica (CTB).

Esquema simplificado de un tejido orgánico artificial construido dentro del Proyecto THOR. Conexión a la vasculatura (1), capilares (2) y andamio de seda (3). (Imagen: UPM)

Para la construcción del andamio tisular se ha desarrollado un nuevo tipo de dispositivo denominado Spiderbot, inspirado en la manera en la que las arañas construyen sus telarañas. El Spiderbot es un microrrobot cuya posición puede controlarse en las tres direcciones espaciales y está dotado de la capacidad de depositar tanto las fibras de seda regenerada como los linajes celulares elegidos en las regiones seleccionadas.

Uno de los retos fundamentales a los que se enfrentan los investigadores es la creación de vasos sanguíneos que permitan la vascularización del tejido artificial. En este caso, la estrategia consiste en la “decoración” de las fibras con factores de adhesión de las células endoteliales (las células que forman el interior de vasos sanguíneos) y en crear un entorno adecuado a fin de que las células se organicen para formar capilares, emulando el proceso que sucede durante el desarrollo. Para asegurar su viabilidad, el sistema capilar del tejido artificial está alimentado por un dispositivo microfluídico con un control de flujo que supera en eficacia a los controladores previos y que ha sido desarrollado específicamente dentro del Proyecto THOR.

Con los avances conseguidos en este proyecto, los investigadores esperan resolver los inconvenientes de las tecnologías de ingeniería actuales, reproduciendo las complejas geometrías de los tejidos naturales mediante la combinación de tecnologías de vanguardia. (Fuente: UPM)