Esculturas que crecen con células vivas

Una vasija que va creciendo sin barro ni torno, sin siquiera manos que la moldeen. Una escultura que debe su formación a millones de células hackeadas, desarrollándose en la forma deseada. Eso es lo que han conseguido ingenieros de la Universidad de California-San Francisco. Diminutas esculturas vivas que, quizás en el futuro, podrían ser órganos.

Muchas de las complejas estructuras plegadas que forman los tejidos de los mamíferos se pueden recrear con instrucciones muy simples. Así lo han puesto de manifiesto la revista Developmental Cell. Al diseñar células de ratón o humanas mecánicamente activas para formar capas delgadas de fibras, los investigadores podrían crear cuencos, bobinas y ondulaciones de tejido vivo. Las células colaboraron mecánicamente a través de una red de estas fibras para plegarse de manera predecible, imitando los procesos naturales de desarrollo.

Mejor cuanto más sencillo

"El desarrollo está comenzando a convertirse en un lienzo para la ingeniería", señala el autor principal Zev Gartner, parte del Centro para la Construcción Celular en la Universidad de California, San Francisco. "Al dividir la complejidad del desarrollo en principios más simples, los científicos están comenzando a comprender y controlar mejor la biología fundamental".

Este avance se aprovecha de la capacidad de las células activas para producir cambios en la forma de un tejido. Eso se convierte en un chasis perfecto para la construcción de tejidos humanos sintéticos, compejos y funcionales.

Corazón impreso en 3D ETH Zürich

Los laboratorios ya usan la impresión en 3D o el micro moldeado para crear formas tridimensionales en la ingeniería de tejidos. Sin embargo hasta ahora no se han conseguido estructuras clave de los tejidos que crecen según los programas de desarrollo. El enfoque del laboratorio usa una tecnología 3D de patrones de precisión llamada ensamblaje de células programadas por ADN (DPAC) para establecer una plantilla inicial de un tejido que luego se pliega en formas complejas de la manera en que lo hacen los tejidos, que se ensamblan jerárquicamente durante el desarrollo .

"Estamos empezando a ver que es posible descomponer los procesos de desarrollo natural en principios de ingeniería que luego podemos reutilizar para construir y comprender los tejidos", dice otro de los firmantes, Alex Hughes.

"Me sorprendió lo bien que funcionó esta idea y cómo de simple es el comportamiento de las células", dice Gartner. "Esta idea nos mostró que cuando revelamos principios de diseño de desarrollo robustos, lo que podemos hacer con ellos, desde una perspectiva de ingeniería, sólo tiene el límite de nuestra imaginación. Las construcciones vivas resultaron en formas muy similares a lo que nuestros modelos simples predijeron ".

Ahora, esperan entender cómo las células se diferencian en respuesta a los cambios mecánicos que ocurren durante el plegamiento de tejidos in vivo, inspirándose en las distintas etapas del desarrollo del embrión.