El primer trasplante de órganos totalmente sintético salva a un paciente con cáncer

Los cirujanos de Suecia han trasplantado con éxito un órgano de ingeniería de tejidos completamente sintético, una tráquea, a un hombre con cáncer de tráquea en etapa tardía. La tráquea sintética se creó completamente en el laboratorio, utilizando un andamio construido con un polímero poroso y tejido desarrollado a partir de las propias células madre del paciente dentro de un biorreactor diseñado para proteger el órgano y promover el crecimiento celular.

Todo nuevo: La tráquea artificial después de dos días de crecimiento celular y justo antes de ser implantada en el paciente.

La cirugía fue realizada el mes pasado por Paolo Macchiarini en Hospital Universitario Karolinska en Huddinge, Estocolmo. El paciente se ha recuperado por completo y será dado de alta del hospital hoy.



El andamio para la tráquea fue construido por un equipo dirigido por Alexander Seifalian , profesor de nanotecnología y medicina regenerativa en el University College London. Se cultivó tejido en la parte superior del andamio a partir de las propias células madre del paciente utilizando el biorreactor InBreath de Harvard Bioscience. El andamio se sembró con una solución de células madre extraídas de la médula ósea del paciente y se mantuvo caliente y estéril mientras el andamio giraba dentro del biorreactor mientras las células crecían en tejidos. Todo el proceso duró unas dos semanas.

El trasplante es un momento importante para la medicina regenerativa, dice Arnold Kriegstein , director del Centro Amplio de Medicina de Regeneración e Investigación de Células Madre de la Universidad de California, San Francisco. Encontrar formas de utilizar células madre para diseñar piezas de repuesto es exactamente lo que promete la medicina regenerativa, dice Kriegstein.

Sin embargo, Kriegstein señala que la tráquea es un fruto relativamente fácil de madurar porque es principalmente un órgano mecánico, un conducto para el aire. Construir algo tan complejo como un pulmón o un riñón sería mucho más desafiante, dice.

Los órganos artificiales serían superiores a los órganos ordinarios de donantes en varios aspectos. Se pueden fabricar bajo pedido más rápidamente de lo que a menudo se puede encontrar un órgano de un donante; al crecer a partir de las propias células del paciente, tampoco requieren medicamentos inmunosupresores peligrosos para prevenir el rechazo.

Los órganos de reemplazo se han cultivado e implantado en el pasado utilizando células de un paciente y un órgano de un donante despojado de su tejido, y el cartílago restante sirve como andamio para el crecimiento de tejido. En 2006, un equipo del Instituto McGowan de Medicina Regenerativa en Pittsburgh implantó con éxito vejigas cultivadas en laboratorio en niños con espina bífida. El andamio sintético se había creado anteriormente, pero no se había utilizado para reemplazar un órgano humano.

Para construir la tráquea, Seifalian y su equipo utilizaron un polímero perforado con millones de pequeños orificios para proporcionar lugares para que las células madre del paciente echen raíces.

Primero, Seifalian y su equipo crearon un molde de vidrio de la tráquea del paciente a partir de tomografías computarizadas del paciente. Luego, cortaron tiras de un polímero y las envolvieron alrededor del modelo para crear los anillos de cartílago que le dan resistencia estructural a la tráquea. Y sumergieron el modelo en una versión líquida del mismo polímero, que había sido mezclado con sal. Finalmente, lavaron todo en una solución que disolvió las sales y provocó que el polímero líquido se congelara en una forma esponjosa que se asemeja a una tráquea orgánica.

Una vez que se construyó el andamio de la tráquea, se cultivó tejido vivo encima con el biorreactor InBreath de Harvard Bioscience, un dispositivo del tamaño de una caja de zapatos en el que la tráquea se montó de manera muy similar a como se monta un pollo en el asador, dice David Green, presidente de Harvard Biociencia . Se vertió una solución de células madre de la médula ósea del paciente sobre la tráquea sintética y se rotó el andamio mientras se mantenía estéril y caliente. La solución incluía sustancias químicas destinadas a convencer a las células de que se diferenciaran en los tipos de células que se encuentran en la tráquea. Los tejidos tardaron unos dos días en formarse.

La construcción de los andamios se ralentizó porque se trataba de un esfuerzo por primera vez, explica Seifalian. En el futuro, dice, podrían construir un andamio completo a partir de tomografías computarizadas en dos días.

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