Un equipo conjunto de investigadores del departamento de Ingeniería y del centro médico de la Universidad de Columbia ha dado un nuevo paso en el desarrollo de órganos en laboratorio. En concreto, han creado la estructura vascularizada de un pulmón y han logrado que funcione en roedores vivos. Este nuevo hito de la ingeniería de tejidos, que aparece detallado enScience Advances, abre el camino para la regeneración de pulmones en pacientes vivos y para la reparación de órganos que posteriormente podrán ser trasplantados.
Los científicos han utilizado un proceso llamado descelularización, que parte del lavado de un órgano -en este caso los pulmones de un roedor- hasta eliminar el tejido y las células, dejando sólo la estructura o andamiaje interno. Pese a que la técnica ya se había llevado a cabo con éxito en órganos como el corazón, el esófago o la vejiga, en el caso de los pulmones los investigadores se habían encontrado con la dificultad añadida de tener que tratar con 40 tipos de células diferentes y con la gran superficie que presenta el espacio entre la vía aérea y los vasos sanguíneos.
Para salvar estas dificultades, el equipo de la universidad norteamericana adoptó un nuevo enfoque. Su método permite la extirpación del tejido epitelial -que recubre superficies vacías y cavidades- manteniendo la viabilidad del órgano y la función vascular. Las técnicas anteriores eliminaban todas las células del órgano, generando una estructura vacía, pero el equipo de Columbia decidió mantener los vasos sanguíneos, la matriz pulmonar y otras células de soporte.
En la última década varios grupos de investigación habían logrado descelularizar pulmones hasta lograr una estructura con la arquitectura y rigidez adecuadas para poder reintroducir nuevas células en el laboratorio. Sin embargo, todos los intentos habían fallado a la hora de desarrollar órganos con una vasculatura pulmonar completamente funcional. "Este es un gran paso adelante en la bioingeniería", declaró Gordana Vunjak-Novakovic, profesora en los departamentos de Ingeniería y de Ciencias de la Salud de Columbia. "La creación de pulmones enteros puede abrir nuevas fronteras en la bioingeniería pulmonar y la medicina regenerativa".
Esta capacidad para tratar de forma selectiva el epitelio pulmonar es clave ya que, de acuerdo con los autores, es allí donde se produce la mayor parte de las enfermedades que afectan a este órgano. El equipo ya está utilizando este modelo controlado de regeneración pulmonar para tratar pulmones en órganos extraídos a humanos y para analizar su evolución y reparación. De esta manera están desarrollando nuevas modalidades para la eliminación de células nocivas y la introducción de otras terapéuticas o agentes para aplicaciones clínicas. También se está refinando el tratamiento localizado y selectivo de epitelios pulmonares defectuosos para tratar las necesidades clínicas específicas de algunas enfermedades.
Las dolencias pulmonares terminales son hoy la tercera causa de mortalidad en el mundo. "A diario veo a niños en cuidados intensivos con enfermedades pulmonares graves que dependen de la ventilación mecánica", explicó Valerio Dorrello, profesor de pediatría y coautor del estudio. "El nuevo enfoque que hemos establecido podría conducir a nuevas modalidades de tratamiento para estos pacientes, diseñadas para regenerar los pulmones a través del tratamiento del epitelio dañado".
Los autores también aluden en su artículo a la importancia de los trasplantes, que en el caso de los pulmones es el único tratamiento definitivo que existe para los pacientes con enfermedades terminales, y señalan la grave escasez de donantes. El enfoque que presentan en su investigación podría servir ahora como un medio para hacer que los pulmones de los donantes sean más resistentes y duraderos.
