Los riñones impresos en 3D podrían ser el futuro de los trasplantes de órganos.
Las personas que actualmente están en las listas de trasplantes de órganos no pueden depender de las campañas de concientización sobre salud pública. No tienen tiempo para esperar. Nunca se puede garantizar la disponibilidad de donantes de órganos locales sanos y adecuados. Es imposible organizar donantes por adelantado.
La tecnología de impresión 3D está pasando de ser un truco oscuro a impresoras 3D más pequeñas que las personas pueden usar en sus propios hogares. Como resultado, la profesión médica está cada vez más interesada en la posibilidad de órganos bioimpresos, incluidos los riñones imprimibles.
Por qué necesitamos riñones impresos en 3D
Hasta septiembre de 2020, había más de 100 000 personas en los Estados Unidos en listas de espera para un trasplante de riñón. En promedio, cada uno de estos individuos tendrá que esperar 3,6 años para recibir un trasplante de órgano adecuado.
En los últimos 10 años, casi 1000 niños en el Reino Unido han estado esperando un riñón. Dieciséis menores de 18 años mueren cada año antes de recibir los trasplantes que tanto necesitan.
En un futuro utópico, los pacientes que experimentan enfermedad renal simplemente tendrían un riñón impreso en 3D hecho para ellos en horas. La verdad, aunque fascinante, no es tan optimista como eso, todavía.
Mientras tanto, miles de personas esperan ansiosamente un riñón que les salve la vida. Los desarrollos en tecnologías de bioimpresión 3D no son abstractos para ellos. Son, literalmente, una cuestión de vida o muerte.
Este artículo explica cómo se puede usar la impresión 3D para crear órganos humanos viables, incluidos los riñones impresos en 3D, y cómo funciona este proceso de impresión, así como los plazos probables antes de que esto se convierta en una realidad cotidiana.
Riñones imprimibles en 3D: ¿cómo se hace?
Para aquellos más familiarizados con los juguetes de plástico y artículos para el hogar, la primera pregunta que les viene a la mente cuando se mencionan los órganos impresos en 3D es «¿Pueden imprimir partes del cuerpo en 3D?».
Esta pregunta obvia es seguida de cerca por «¿Cómo se coloca un riñón impreso en 3D en el cuerpo de alguien?».
La impresión 3D de órganos humanos es un negocio complejo. Uno de los órganos humanos más simples es la vejiga, que tiene solo dos tipos de células. Una vejiga humana ya se imprimió y trasplantó con éxito en 3D, y está mostrando viabilidad a largo plazo.
Corazón impreso en 3D.
¿Cuánto tiempo se tarda en imprimir un riñón?
¿Cuánto tiempo se tarda en imprimir un riñón?
Los riñones imprimibles en 3D no son órganos simples, con más de veinte tipos de células diferentes que deben reproducirse y ser capaces de realizar todas las funciones del riñón.
Una guía de 5 pasos para imprimir riñones en 3D
Actualmente, la producción de órganos bioimpresos implica varios pasos:
Los andamios se degradarán naturalmente poco después de la cirugía. El cuerpo del paciente es capaz de eliminarlo de manera fácil y natural, junto con otros productos de desecho.
Las ventajas de la bioimpresión de riñones
Las empresas de biotecnología están trabajando actualmente en el uso de células madre de los propios pacientes como material de impresión 3D. Esto evita los problemas asociados con el proceso de andamiaje de los órganos de impresión 3D, como los riñones humanos.
El uso de células madre no solo elimina los desafíos asociados con la técnica del andamio, sino que también reduce drásticamente el riesgo de rechazo y falla del órgano con el tiempo.
Los riñones impresos en 3D no serán rechazados por su cuerpo
El rechazo físico de un órgano de un donante es una de las principales causas de muerte postoperatoria de los pacientes trasplantados. La tecnología de células madre puede ayudar a evitar esto.
Al usar las células de su propio cuerpo para imprimir su riñón, elimina la posibilidad de que su cuerpo rechace el órgano trasplantado, ya que su cuerpo nunca reconocería su propio tejido celular como extraño. No tener que tomar medicamentos antirrechazo y otras complicaciones hacen que mejore mucho el rendimiento posterior al trasplante.
Células madre en órganos de impresión 3D
Las células madre ya se han utilizado con éxito para imprimir en 3D partes de órganos más complejos, hígado y tejido cardíaco. Sin embargo, estos son solo pequeños tejidos dentro del órgano, en lugar de todo el sistema funcional.
Esto no debe verse como un fracaso. De hecho, es un éxito, un prototipo funcional, para crear futuros órganos humanos para trasplante.
Ahora podemos centrarnos en refinar los procesos utilizados en la creación de piel, partes del cuerpo y órganos impresos en 3D. Eventualmente, incluso podremos crear un cerebro impreso en 3D.
Proyectos actuales de riñones impresos en 3D
Ya hemos escrito anteriormente sobre el trabajo de CollPlant en nuestro artículo principal sobre bioimpresión 3D, ya que trabajan para producir pulmones impresos en 3D que se pueden trasplantar a pacientes vivos.
También están trabajando en riñones imprimibles en 3D, con una colaboración reciente de CollPlant y United Therapeutics que indica que están trabajando para reducir la necesidad de futuros trasplantes de riñón, expandiéndose desde solo pulmones hasta riñones bioimpresos.
También se han producido miniriñones bioimpresos, pero estos son para pruebas de drogas y no con el objetivo de trasplantarlos a pacientes.
En Harvard, los investigadores imprimieron en 3D diminutas paredes celulares de estructuras tubulares a partir de células madre que forman la parte del riñón que reabsorbe los nutrientes y elimina los desechos. Estas partes impresas en 3D del riñón se pueden usar para investigación y estudio, aunque la visión a largo plazo es que estas tecnologías podrían usarse para eventuales trasplantes de riñón impresos en 3D.
Los túbulos proximales de riñón impresos en 3D en el laboratorio de Harvard.
Trasplantes de órganos: una necesidad de salud pública insatisfecha
En este momento, la falta de órganos trasplantables significa que muchos enfrentan tiempos de espera de varios años antes de la cirugía que les salvará la vida. La mayoría de las personas ni siquiera optan por donar sus órganos en caso de que mueran en un accidente automovilístico o una situación similar, y países como el Reino Unido adoptaron recientemente un sistema de exclusión voluntaria para aumentar las tasas de donación.
Prototipo de órgano imprimible en 3D.
Aun así, solo un pequeño número de personas serán compatibles con los pacientes que esperan un trasplante.
El desafío para los médicos es la presencia de donantes locales sanos y adecuados.
Los donantes no siempre significan donaciones
Los donantes registrados no siempre mueren con sus órganos intactos y sanos. Incluso los órganos de donantes con la mejor compatibilidad conllevan un riesgo de rechazo.
Además de ser muy molesto para el paciente y su familia, un órgano trasplantado que es rechazado puede causar más problemas médicos. Como las personas que reciben donaciones de órganos ya son médicamente vulnerables, no siempre pueden sobrevivir a estas otras condiciones.
El uso de la tecnología de impresión 3D para crear órganos sanos y viables que se adaptan a un paciente individual y, finalmente, se fabrican a partir de sus propias células madre, resuelve una necesidad de salud pública muy real. Esta tecnología no solo garantiza que habrá órganos disponibles para trasplante humano en un espacio de tiempo mucho más corto, sino que también disminuye el riesgo de complicaciones posteriores al trasplante y el rechazo del trasplante.
¿Un futuro sin tiempos de espera para trasplantes?
Maximizar las ventajas de la impresión 3D cambiará radicalmente la medicina regenerativa del rostro.
La impresión 3D podría eventualmente evitar la necesidad de trasplantes de órganos. A medida que la tecnología se desarrolla y mejora, se identifican y desarrollan nuevas técnicas.
Estas técnicas nos permiten acercarnos a la posibilidad de que algún día podamos utilizar la impresión 3D para llevar a cabo “reparaciones en funcionamiento” en órganos humanos. Ya podemos hacer esto con piel humana. El proceso disminuiría, y con el tiempo tal vez incluso eliminaría por completo, la necesidad de trasplantes de órganos.
Ya hemos impreso en 3D una variedad de órganos, incluidos corazones y pulmones en miniatura. Sabemos que la tecnología funciona. El desafío ahora es qué tan rápido se puede desarrollar y escalar de manera segura.
Los científicos ya han impreso corazones en miniatura en 3D, lo que nos lleva a creer que podríamos hacer lo mismo con los riñones.
¿Cómo son los riñones impresos en 3D?
Conocer de cerca los riñones en 3D es una oportunidad que pocos de nosotros tendremos.
Hay mucho interés en la tecnología de bioimpresión 3D.
Los cirujanos y los pacientes renales están atentos a los avances en este campo. Los futuristas y cualquier persona preocupada por cuestiones de salud humana y ética médica también encontrarán valor en el progreso de los órganos de impresión 3D.
¿Cuánto tiempo hasta que tengamos riñones impresos en 3D para trasplante?
Es probable que pasen al menos 50 años antes de que los riñones impresos en 3D estén ampliamente disponibles.
Los desarrollos en la impresión 3D para el ámbito médico aún se encuentran en las primeras etapas. Sin embargo, esto no los hace menos emocionantes o prometedores.
Un área emergente de la bioimpresión es el desarrollo de plataformas ‘kidney-on-a-chip’. Estos son importantes ‘peldaños’ para poder imprimir en 3D riñones completos y funcionales.
Desafíos para los riñones impresos en 3D
Las dificultades en la bioimpresión 3D incluyen no solo desafíos prácticos, sino también preocupaciones éticas.
Tenemos mucho camino por recorrer antes de que los pacientes trasplantados puedan esperar el día en que se les diga exactamente cuándo tendrán un nuevo riñón impreso en 3D.
Un día, los pacientes de la lista de trasplantes sabrán, a la hora, cuándo recibirán su órgano impreso en 3D. También existirá la perspectiva de saber cuánto durará el trasplante.
Riñones impresos en 3D: una nueva frontera médica
Aunque la medicina regenerativa está en sus inicios, el consenso es que con mucho refinamiento y mejora, eventualmente deberíamos poder imprimir en 3D riñones humanos viables. Sabemos por investigaciones anteriores sobre la creación de tejido hepático, vejigas e injertos de piel, que la impresión 3D de múltiples tipos de células en el tejido es posible y se puede hacer a pequeña escala.
Ahora, necesitamos mejorarlo para poder crear órganos completos, en lugar de solo versiones en miniatura o estructuras de tejido que forman una pequeña parte del órgano.
la siguiente pregunta
Ya no necesitamos preguntar si es posible trabajar con órganos 3D.
Ahora se trata de cuándo estará disponible un riñón impreso en 3D sostenible.