Tejido cardiaco humano creciendo en hojas de espinaca

Unos investigadores han recurrido al sistema vascular de las plantas para resolver un importante problema de bioingeniería que está bloqueando la regeneración de tejidos y órganos humanos.

 

Los científicos del sector se enfrentan a un desafío fundamental mientras buscan ampliar la escala de la regeneración de tejidos desde pequeñas muestras de laboratorio a tejidos más extensos, incluyendo piezas óseas e incluso órganos completos, para implantarlos en personas y tratar enfermedades o lesiones graves: cómo establecer un sistema vascular que suministre sangre al interior del tejido en desarrollo.

 

Las actuales técnicas de bioingeniería, incluyendo la impresión 3D, no pueden fabricar la red ramificada de vasos sanguíneos hasta el nivel capilar que se requiere para proporcionar el oxígeno, los nutrientes y las sustancias esenciales que se precisan para un adecuado crecimiento de los tejidos. A fin de solventar este problema, un equipo de investigación multidisciplinar del Instituto Politécnico de Worcester, la Universidad de Wisconsin-Madison y la Universidad Estatal de Arkansas en Jonesboro, todas estas instituciones en Estados Unidos, ha decidido recurrir a las plantas. Estos investigadores han explorado la posibilidad de usar plantas descelularizadas como andamios, con capacidad de perfusión, para ingeniería de tejidos.

 

Las plantas y los animales explotan métodos fundamentalmente diferentes para transportar fluidos, sustancias y macromoléculas, pero existen similitudes sorprendentes en sus estructuras de red vascular. El desarrollo de plantas descelularizadas para servir como andamio abre otro capítulo en una nueva rama de la ciencia que investiga el mimetismo entre lo vegetal y lo animal.

 

 

En esta secuencia, una hoja de espinaca es desprovista de sus células vegetales, un proceso llamado descelularización. El proceso solo deja la vasculatura de la hoja. (Fotos: Worcester Polytechnic Institute)

 

En una serie de experimentos, el equipo de Glenn Gaudette cultivó células cardiacas humanas que podían latir sobre hojas de espinaca a las cuales se despojó de células vegetales. Hicieron fluir fluidos y microesferas parecidas en tamaño a los glóbulos sanguíneos humanos a través de la vasculatura de la espinaca, y sembraron con éxito las venas de esta última con las células humanas que recubren los vasos sanguíneos. Los investigadores pudieron así cultivar células cardíacas que latían sobre tales hojas descelularizadas.

 

Esto abre la puerta hacia el uso de múltiples hojas de espinaca para hacer crecer capas de músculo cardiaco sano que permitan dar tratamientos médicos avanzados a pacientes que han sufrido ataques al corazón.

 

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