Las enfermedades pulmonares pueden ser muy peligrosas. Muchas personas padecen enfermedades pulmonares. El trasplante de pulmón salva la vida de un paciente. Sin embargo, no hay suficientes pulmones para acudir a todos los pacientes que los necesitan. Por lo tanto, muchos científicos están buscando una forma de fabricar nuevos pulmones.

Escrito por Sinem Tas:

Puede parecer una película, pero será posible hacer un nuevo pulmón con la impresión 3D. Para la impresión 3D, necesitamos células y materiales imprimibles en los que las células puedan vivir felizmente. Los pulmones tienen muchas células. Las células están sustentadas por tejido pulmonar en el que hay proteínas específicas. Estas proteínas les dicen cómo adherirse y crecer, así como a dónde ir. Cuando las células se mueven de un lugar a otro, dan forma al tejido utilizando sus enzimas. Las enzimas son un tipo especial de proteína en nuestro cuerpo, que son responsables de descomponer las moléculas más grandes en otras más pequeñas.

En mi proyecto, desarrollamos un material imprimible en 3D que las células pulmonares pueden moldear con sus enzimas. Para hacer esto, usamos alginato. El alginato es un material que proviene de las algas marinas en el que pueden crecer las células. Es posible formar diferentes formas con alginato mezclándolo con una solución salina (cloruro de calcio). El calcio es un elemento muy importante para nuestro organismo y es el responsable de la formación de huesos. El ion calcio mantiene unida la estructura de alginato y es posible construir diferentes formas. Hay dos problemas asociados con el alginato. El primero es que el alginato es ajeno a las células pulmonares. Carece de la proteína que nuestras células pulmonares pueden reconocer. Entonces nuestras células no pueden sobrevivir en este material. El segundo problema es que las células no pueden remodelar el alginato cuando se mueven. Para solucionar estos problemas, formamos diferentes formas de alginato uniéndolas con proteínas en lugar de con iones de calcio. Debido a la presencia de proteínas específicas, las células pulmonares viven felizmente en alginato. También pueden comer las proteínas utilizando sus enzimas cuando quieran moverse dentro del alginato.

En este proyecto, imprimimos en 3D la estructura simple de un tubo con nuestro nuevo material de alginato junto con las células pulmonares. Utilizamos las propias células del paciente para la impresión 3D. Esta construcción puede imitar nuestras vías respiratorias, por lo que puede usarse para estudiar cómo progresa la enfermedad. Actualmente, estamos estudiando cómo imprimir estructuras complejas, que están cerca de un pulmón real. Ojalá algún día podamos imprimir todo el pulmón para salvar la vida de los pacientes.

Acerca de Sinem Tas:

Sinem Tas es actualmente investigadora en el grupo de Bioingeniería y Regeneración Pulmonar (laboratorio del Dr. Darcy Wagner) en la Universidad de Lund, Suecia. Recibió su doctorado (2016) de la Universidad de Twente, Países Bajos en Ciencia e Ingeniería de Membranas. En 2018, recibió la beca Marie Curie / ERS RESPIRE para trabajar en bioimpresión 3D de hidrogeles inteligentes para ingeniería de tejido pulmonar en el laboratorio del Dr. Darcy Wagner en la Universidad de Lund, Suecia. Su investigación actual se centra en el desarrollo de materiales y modelos in vitro 3D para la ingeniería de tejidos pulmonares.