El avance abrió un debate: ¿Qué hacemos ahora? Una facción quería dejar crecer una cara, pero la facción que quería probar una mano ganó. Imaginaron una estructura de cinco dedos que podría abrirse con un tijeretazo en la muñeca, deslizarse como un guante y luego suturarse. “Solo tendría que aplicar vendajes alrededor del área de la muñeca, y esa sería la cirugía”, dice Abaci.
Entonces, el laboratorio imprimió un andamio de cinco dedos del tamaño de un paquete de azúcar, preparó las células como lo habían hecho antes y luego probó qué tan bien se mantuvo la construcción «sin bordes» en comparación con los injertos tradicionales. En una prueba de deformación mecánica, las construcciones sin bordes superaron a los parches planos hasta en un 400 por ciento. Las imágenes del microscopio revelaron una matriz extracelular sana y más normal: la red de proteínas y moléculas que proporcionan estructura al tejido. Esta matriz tenía más moléculas, como ácido hialurónico, y un diseño de células más realista. Abaci estaba encantada, pero sorprendida: “Fue realmente fascinante ver cómo las células realmente responden al cambio en la geometría. Nada más.» Él piensa que este método es mejor para crear un sustituto de piel más normal porque permite que las células crezcan de forma natural y cerrada.
Pero, ¿podría un injerto de piel como este realmente llevar? La demostración con el ratón de Pappalardo, que finalmente hizo 11 veces, así lo sugiere. No era posible hacer la misma cirugía con injertos planos; eligió probar la pata trasera del ratón porque la geometría del área es muy compleja. Cuatro semanas más tarde, el reemplazo de piel se integró por completo en la piel circundante del ratón.
“La forma en que lograron que esto funcionara fue bastante emocionante”, dice Adam Feinberg, ingeniero biomédico de Carnegie Mellon. “Estamos en camino de que estas tecnologías estén más ampliamente disponibles. En última instancia, en una década más o menos, realmente cambiará la forma en que podemos reparar el cuerpo humano después de una lesión o enfermedad”.
Está particularmente entusiasmado con la forma en que podrían vascularizar la piel, ayudándola a desarrollar vasos sanguíneos. Eso podría ser una gran ayuda para las personas con úlceras diabéticas. “La vascularización es lo que mantiene vivo el tejido”, dice Feinberg, y una de las razones por las que las personas desarrollan úlceras diabéticas en primer lugar es que su tejido tiene mala circulación sanguínea. «Si [engineers] podría crear una mejor calidad vascular para el tejido, para empezar, pueden tener más éxito” en el tratamiento de esos pacientes, dice.
Sashank Reddy, cirujano plástico e ingeniero de tejidos de la Universidad Johns Hopkins, señala que el equipo también puede hacer crecer estas estructuras a partir de biopsias muy pequeñas, en lugar de tener que trasplantar una gran cantidad de tejido de otra parte del cuerpo del paciente. “Digamos que tuve que recubrir todo el antebrazo de alguien, es mucha piel que tengo que tomar prestada de otra parte del cuerpo, de la espalda o del muslo”, dice Reddy. La extracción de ese tejido crea una falla en el «sitio donante» del que se extrajo. “La otra belleza de este enfoque no es solo la geometría, sino que evita el defecto del sitio donante”, continúa.
Y Sherman señala que un trasplante que se puede realizar en una hora es una gran mejora con respecto a las operaciones de injerto actuales, que pueden demorar entre 4 y 11 horas y requieren una anestesia extensa para un paciente vulnerable. “Podría ser un gran paso adelante”, dice Sherman.
Vídeo: Alberto Pappalardo/Abaci Lab
Aún así, las nuevas construcciones tendrán que superar varios obstáculos, como los ensayos clínicos, antes de que los cirujanos puedan usarlas, dice Reddy. No muchas empresas han intentado implantar tejidos de ingeniería en pacientes. El año pasado, uno llamado 3DBio trasplantó un oído humano impreso a partir de células.
Y Reddy señala que a este tejido le faltan varios componentes de la piel real, como los folículos pilosos y las glándulas sudoríparas. “La gente puede pensar en estos como ‘buenos para tener’, pero en realidad son bastante críticos para anclar la piel”, dice. También es crucial incorporar pigmentos para la piel, para igualar el tono de la piel. Pero es optimista de que estos complementos se pueden lograr, y señala que las demostraciones quirúrgicas en ratones se traducen más fácilmente en humanos que los ensayos de medicamentos realizados en ratones. “Siempre hay sorpresas en biología, pero es menos arriesgado decir que eso se reproducirá”, dice. «Es más un problema de ingeniería que un problema de descubrimiento fundamental».
Abaci ve potencial para usar esta piel diseñada para probar medicamentos y cosméticos, y para estudiar la biología fundamental de la piel. Pero el principal atractivo para él es la creación de trasplantes, idealmente aquellos que puedan continuar como una sola pieza portátil y que puedan diseñarse con la ayuda de otros grupos de investigación que se especializan en músculos, cartílagos o grasa.
Mientras tanto, su grupo ha estado trabajando en hacer construcciones más grandes, como una mano masculina adulta. (Piensan que solo se necesitaría una biopsia de 4 milímetros para obtener suficiente tejido para desarrollar los 45 millones de fibroblastos y los 18 millones de queratinocitos necesarios para un cultivo de ese tamaño). También planean eliminar el andamio y comenzar a imprimir tejido real. Eso no solo eliminaría algunos pasos, sino que les daría más control sobre el grosor y la funcionalidad de la piel en diferentes puntos.
Los ingenieros de tejidos confían en que los nuevos enfoques como este llegarán a la clínica. “Realmente se está convirtiendo en una cuestión de cuando ¿Estará disponible”, dice Feinberg, “y no un si.”