Científicos en Canadá desarrollan una biotinta que simula el tejido pulmonar

La bioimpresión 3D sigue estudiándose y evolucionando como una herramienta en el ámbito de la medicina personalizada. En esta línea, un equipo de investigadores de la Universidad McMaster, en Ontario, ha desarrollado una nueva biotinta que replica las propiedades mecánicas y estructurales del tejido pulmonar. ¿Qué significa esto? En resumen, la biotinta permite la impresión 3D de tejidos que se contraen y “respiran” como los pulmones. Por ahora, el objetivo es utilizar la tinta para avanzar en la investigación médica y el desarrollo de fármacos. Pero en el futuro, los científicos apuntan a la reparación pulmonar “mediante trasplantes e implantación”, en pacientes con enfermedad de obstrucción pulmonar crónica (EPOC) o fibrosis.

A diferencia de otras biotintas que requieren temperaturas de trabajo bajas y que colapsan o se deforman luego de su impresión 3D, este nuevo material es capaz de mantener geometrías complejas sin comprometer su forma y es estable a temperatura corporal. El avance fue respaldado económicamente por la misma universidad en 2024, dando lugar al nacimiento de la startup Tessella Biosciences. La joven empresa ya ha tenido sus primeros clientes y testimonios positivos.

De izquierda a derecha, una estudiante de posgrado, David González Martínez y José Morán-Mirabal trabajando con la biotinta para tejido pulmonar (Créditos: Georgia Kirkos, McMaster University)

¿Por qué desarrollar una biotinta para el tejido pulmonar?

El proyecto nació como respuesta a una limitación en la investigación de enfermedades respiratorias. Jeremy Hirota, cofundador de la startup y profesor asociado de medicina en McMaster, enfrentaba dificultades para reproducir entornos celulares realistas. En concreto, para el estudio de patologías pulmonares como EPOC y la fibrosis pulmonar. “La mayoría de la investigación biomédica en este campo se realiza sobre soportes rígidos, como placas de cultivo o cajas de Petri, lo que dista mucho de las condiciones fisiológicas de un pulmón humano”, explica Hirota.

Para tratar de encontrar una solución, Hirota acudió a José Moran-Mirabal, profesor del Departamento de Química y Biología Química, y David Gonzalez Martinez, doctorando, para desarrollar la tinta. Fue esta colaboración interdisciplinar la que dio luz al material. Una biotinta con una composición y reología diseñadas para reproducir la elasticidad y la capacidad de estiramiento del tejido pulmonar.

Los científicos califican a la biotinta como una solución plug-and-play, pero optimizada para su uso en bioimpresoras 3D que ya existen en el mercado. El material permite la producción de estructuras 3D con una alta resolución en menos de una hora. Además de su aplicación inmediata en el estudio de la biología pulmonar y en ensayos de toxicidad o respuesta farmacológica, el equipo prevé un futuro en el que esta biotinta se pueda emplear para la fabricación de tejido “implantable”. Por ejemplo, injertos dérmicos para pacientes con quemaduras o incluso segmentos funcionales de tejido pulmonar para la reparación del tejido pulmonar.

A largo plazo, los científicos no descartan la posibilidad de avanzar hacia la bioimpresión de órganos completos. El objetivo ambicioso que la tecnología de bioimpresión 3D ha venido persiguiendo. Sin embargo, los investigadores reconocen que este objetivo aún plantea grandes desafíos científicos y regulatorios.

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*Foto de portada: captura de pantalla del documento audiovisual sobre el desarrollo de la biotinta. Créditos: McMaster University