Vidmantas Šakalys estuvo el miércoles en Bruselas. No por turismo, sino por algún lugar entre los negocios y la ciencia: asistía al evento Research & Innovation Transforming European Healthcare.
Vidmantas es el director ejecutivo de la empresa lituana Vital 3D que, como su nombre indica, se dedica a la bioimpresión. El objetivo de la empresa es imprimir un riñón en 24 horas. Pero ella aún no ha llegado a ese punto, ni mucho menos.
¿Por qué el riñón?
Vidmantas Šakalys es ingeniero informático. “Hace diez años tuve la oportunidad de ingresar a la biotecnología, en el campo del láser..” Está al frente de una start-up de 8 personas, ingenieros, pero también biólogos, químicos… En su laboratorio tienen tres impresoras.
“Pensé en el riñón porque un conocido mío murió de una enfermedad renal. Hay una gran demanda de trasplantes de riñón“, dijo el ingeniero.
Pero cuando investigó el tema, se dio cuenta de que el órgano presentaba algunas dificultades famosas. “El riñón está muy vascularizado, por lo que actualmente la impresión tarda dos semanas, lo que es demasiado para las células, que no perduran en el tiempo y se pudren.“
Su objetivo al venir a Bruselas es encontrar asociaciones y financiación. “Esto es necesario, incluso si el Estado lituano apoya mucho a las nuevas empresas tecnológicas. Somos un país que no incluye muchas industrias, aquí se fomenta mucho la tecnología.“.
La técnica láser
La bioimpresora de Vilnius mide 60 por 70 cm. Funciona mediante láser. “El láser no se utiliza para quitar material, sino para añadirlo. Tampoco es un método para dejar caer gotas de biomaterial, capa por capa, mediante un láser. En este caso se utiliza luz verde para endurecer un gel de polímero fotosensible, explica Šakalys. Se utiliza el láser para “dibujar” el órgano, y cuando se termina el dibujo se eliminan las partes no endurecidas. “
La ventaja del láser, según él, es que es muy preciso (hasta una micra) y no requiere calor, lo que dañaría los biomateriales. Biomateriales que son, como en todas partes, polímeros, a los que añade células humanas vivas, células cancerosas.
“Hay muchos grupos de investigación y start-ups que trabajan con el método de bioimpresión láser. Algunos países están muy avanzados, como Alemania, Estados Unidos e Israel. (Nota del editor: y Bélgica)”.
Para las personas en diálisis, la espera aún será larga. “El año que viene esperamos poder determinar la vascularización del órgano y luego realizar pruebas en animales pequeños. Si todo va bien, en diez años podrían realizarse pruebas con animales de gran tamaño. Al mismo tiempo, estamos trabajando en el concepto de “riñón en un chip electrónico”, para desarrollar un sistema conectado que limpie la sangre.“.
La idea está ahí, pero el resultado está lejos.
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¿DÓNDE ESTAMOS EN BÉLGICA?
1.En Lieja y Lovaina, implantes 3D vivientes
La profesora Liesbet Geriets trabaja con cartílagos y huesos. Explicaciones del investigador.
--Si países como Estados Unidos parecen llevar ventaja, Bélgica no tiene nada de qué avergonzarse en lo que respecta a la bioimpresión.
La profesora Liesbet Geriets, que trabaja en KULeuven y ULiège, trabaja en la regeneración ósea y de cartílago, “mediante bioimpresión 3D, para crear implantes vivos“. El equipo de Liesbet Geriets, que trabaja con la empresa Serum en Lieja, aún no se encuentra en la fase de ensayos en humanos, pero ya ha avanzado más que Vital 3D, porque está realizando ensayos en animales de gran tamaño.
“Cuando tienes un traumatismo de rodilla, a veces solo hay un impacto en el cartílago, a veces es más profundo. Estamos trabajando en un implante dual. El cartílago es un material acostumbrado a una situación en la que hay menos oxígeno, porque no tiene vasos sanguíneos. Este es un tema de investigación interesante, debido a la diferente composición de los tejidos. Durante el desarrollo intrauterino, vemos que es a base de una plantilla de cartílago que el material se transforma para convertirse en un hueso largo… Esto es lo que intentamos imitar en el laboratorio, tanto porque el material base es más resistente a hipoxia (la ausencia de oxígeno), y porque funciona para transformar el cartílago en hueso.“
La impresión ósea 3D ya existe. “Pero está impreso en titanio o fosfato cálcico, estructuras sobre las que podemos sembrar células.s.” La investigación va un paso más allá. ¿A quién se dirigirán estos nuevos implantes? “El objetivo es poder intervenir tempranamente en traumatismos, cuando hay un agujero en el cartílago, en personas jóvenes, que así podrían tener posibilidades de curación.“.
Otras esperanzas
Si los huesos y las articulaciones van por buen camino, todos los investigadores consultados se muestran optimistas respecto a la piel, más cercana al 2D, que es objeto de investigaciones avanzadas en los Países Bajos y Suiza. “En Amberes trabajamos los ojos, tejidos muy finos”, afirma Liesbet Geriets. Existe la posibilidad de lograr resultados más rápidamente en determinadas áreas. De hecho, la medicina del mañana necesitará ingenieros.
2.La UCLouvain imprime un páncreas sucedáneo… y cáncer de mama
La UCLouvain no imprime un órgano completo, sino partes, ya sea para tratamiento o para estudio.
Imprimir cáncer de mama
El enfoque permite probar tratamientos. ¿Como funciona? El equipo BiDiTwins (UCLouvain) está desarrollando “gemelos” biológicos y digitales de cánceres de mama en fase inicial mediante modelos in silico (modelos matemáticos e informáticos), tecnologías de bioimpresión 3D y cultivos organoides a partir de material recogido de pacientes tratados en la clínica mamaria del Saint -Clínicas universitarias Luc.
Los investigadores intentan poner de relieve cambios que puedan favorecer determinadas tendencias y resistencias a la quimioterapia neoadyuvante. En última instancia, estos nuevos conocimientos permitirán adaptar los tratamientos de los pacientes con mucha precisión y ahorrar tiempo.
Lucha contra la diabetes
Desde mediados de 2021, el equipo de Karine Glinel trabaja en el páncreas, en colaboración con el equipo de cirugía experimental y trasplantes y una pyme valona, en la provincia de Luxemburgo. “El objetivo es fabricar un dispositivo que no sea un páncreas real, pero que cumpla su función de regular los niveles de glucosa en sangre. Hemos trasplantado animales diabéticos, animales pequeños y animales grandes. Queda por optimizar, pero hemos demostrado que funciona.“
“Tenemos un buen conocimiento de la composición celular de los órganos y de la composición espacial de estas células.explica el biólogo Christophe Pierreux, que también trabaja en bioimpresión en la UCLouvain. Pero todavía no de ahí a recrear en 2D y luego en 3D capa por capa la organización topográfica completa de órganos o tejidos.“Por eso el equipo no recrea una copia completa del páncreas, que es un órgano muy complejo.
“El páncreas tiene dos funciones principales. La función exocrina, que produce enzimas muy importantes para la digestión, luego la función endocrina, que produce hormonas., especifica Christophe Pierreux. La UCLouvain no imprime un páncreas, un órgano muy vascularizado, sino que imprime células de páncreas de cerdo en un sobre, para evitar intercambios directos entre las células del cerdo y las del animal trasplantado. “Nuestro dispositivo está creado de tal manera que el animal desarrolla toda una red de capilares sanguíneos alrededor del dispositivo”. Y esto es lo que permitirá el intercambio. “Es un poco como tener una bolsita de té: los aromas se difundirán y el intercambio se producirá en ambas direcciones. La insulina producida por el dispositivo se difundirá por todo el cuerpo y los nutrientes llegarán a las células atrapadas en el dispositivo para asegurar su supervivencia, necesaria para la producción de insulina durante el trasplante. Por otro lado, las células inmunes del paciente trasplantado no podrán penetrar la envoltura, de lo contrario destruirán el dispositivo.“
La investigación fundamental sobre la bioimpresión seguirá avanzando, ya que el Ministerio de Educación Superior ha concedido un presupuesto para la adquisición de una bioimpresora en la UCLouvain durante 2024.
