Los Médicos Podrían Imprimir Micro-Órganos Con Una Nueva Técnica En 3D

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Los científicos dicen que las estructuras impresas en 3d cargadas con células madre embrionarias podrían algún día ayudar a los médicos a imprimir micro-órganos para pacientes de trasplantes.

Se acabaron los días en que las impresoras 3D simplemente construyeron baratijas de plástico; los científicos dicen que las estructuras impresas en 3D cargadas con células madre embrionarias podrían algún día ayudar a los médicos a imprimir micro-órganos para pacientes de trasplantes.

Las células madre embrionarias, obtenidas de embriones humanos, pueden convertirse en cualquier tipo de célula en el cuerpo, como tejido cerebral, células cardíacas o huesos. Esta propiedad los hace ideales para su uso en medicina regenerativa: repara y reemplaza células, tejidos y órganos dañados.

Los científicos suelen experimentar con células madre embrionarias mediante la dosificación de señales biológicas que las guían hacia el desarrollo de tipos de tejidos específicos, un proceso llamado diferenciación. Este proceso comienza con las células que forman masas esféricas llamadas cuerpos embrioides, una actividad que imita las etapas iniciales del desarrollo embrionario. [7 usos frescos de la impresión 3D en medicina]

Investigaciones anteriores sugirieron que la mejor manera de cultivar células madre embrionarias no es en platos de laboratorio planos, sino en entornos 3D que imitan la forma en que estas células podrían desarrollarse en cuerpos humanos. Recientemente, los científicos desarrollaron impresoras 3D para células madre embrionarias. Una impresora 3D funciona depositando capas de material, al igual que las impresoras normales colocan tinta, excepto que también puede colocar capas planas una encima de la otra para construir objetos 3D.

Hasta ahora, las impresoras 3D para células madre embrionarias solo generaban matrices planas o montículos simples, llamados "estalagmitas", de células. Ahora, los investigadores dicen que, por primera vez, han desarrollado una forma de imprimir estructuras 3D cargadas con células madre embrionarias.

"Podemos aplicar un método de impresión 3D para hacer crecer cuerpos embrioides de manera controlada para producir bloques altamente uniformes de células madre embrionarias", escribió Wei Sun, coautora del estudio y profesora de ingeniería mecánica en la Universidad de Tsinghua en Beijing y en la Universidad de Drexel. en Filadelfia, le dijo a WordsSideKick.com.

En principio, estos bloques podrían usarse como ladrillos de Lego para construir tejidos "y potencialmente incluso micro-órganos", agregó Sun.

En experimentos, los investigadores imprimieron simultáneamente células madre embrionarias de ratón con un hidrogel, el mismo tipo de material a partir del cual se fabrican las lentes de contacto blandas. Debido a que las células madre embrionarias son relativamente frágiles, los científicos se aseguraron de proteger las células tanto como sea posible, por ejemplo, encontrando la temperatura más cómoda para ellas y aumentando el tamaño de la boquilla utilizada para imprimirlas.

El noventa por ciento de las células sobrevivió al proceso de impresión, según el nuevo estudio. Los investigadores dijeron que las células proliferaron en cuerpos embrioides dentro de los andamios de hidrogel y generaron el tipo de proteínas que se esperaría de las células madre embrionarias sanas. Los científicos también notaron que podían disolver el hidrogel para cosechar los cuerpos embrioides.

El tamaño y la uniformidad de los cuerpos embrioides pueden influir enormemente en qué tipo de células se convierten. Los investigadores dijeron que su nueva técnica resultó en un mejor control sobre el tamaño del cuerpo del embrión y la uniformidad que los métodos anteriores.

"El cuerpo embrionario crecido es uniforme y homogéneo, y sirve como un punto de partida mucho mejor para un mayor crecimiento del tejido", dijo Sun en un comunicado. "Fue realmente emocionante ver que podíamos cultivar cuerpos embrioides de una manera tan controlada".

"Nuestro siguiente paso es averiguar más acerca de cómo podemos variar el tamaño del cuerpo del embrión cambiando los parámetros de impresión y estructurales, y cómo la variación del tamaño del cuerpo del embrión lleva a la" fabricación "de diferentes tipos de células", dijo el co-líder del estudio. El autor Rui Yao, profesor asistente en la Universidad Tsinghua en Beijing, dijo en un comunicado.

A largo plazo, a los investigadores les gustaría imprimir diferentes tipos de cuerpos embrioides lado a lado. "Esto promovería diferentes tipos de células que se desarrollan una al lado de la otra, lo que abriría el camino para el crecimiento de micro-órganos desde cero dentro del laboratorio", dijo Yao en un comunicado.

Los científicos detallaron sus hallazgos en línea el 4 de noviembre en la revista Biofabrication.

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