Una impresora 3D para reparar lesiones cerebrales

Una innovadora técnica desarrollada en la Universidad de Oxford podría proporcionar en el futuro una nueva opción terapéutica para las personas que padecen lesiones cerebrales. Los investigadores de esta institución han demostrado, por primera vez, que es posible producir células que imitan la estructura del córtex cerebral a partir de una impresora 3D. Los resultados de sus experimentos se han publicado en la revista científica «Nature Communications».

La corteza cerebral (o «córtex») es una fina capa de neuronas que cubre la superficie de todas las circunvoluciones del cerebro. Tiene un grosor que oscila entre los 2 y los 5 centímetros. Contiene unos 100.000 millones de neuronas. Aunque ocupa la porción más grande del sistema nervioso, es una de las partes cuyas funciones menos se conocen.

Las lesiones cerebrales pueden ser causadas por traumatismo, pero también por ictus (infarto cerebral), cirugía o tumores, y pueden causar problemas cognitivos, de movimiento y dificultades en la comunicación.

Se calcula que unos 70 millones de personas sufren lesiones por traumatismo cada año. Cinco millones de estos son casos severos o mortales. A fecha de hoy, no hay tratamientos eficaces para las lesiones cerebrales graves, lo que tiene consecuencias dramáticas en la vida de estas personas.

Terapia para regenerar tejido

Las terapias para la regeneración de tejidos, sobre todo en pacientes a los que se administran implantes derivados de sus propias células progenitoras, podrían ser una posibilidad en el futuro. No obstante, hasta ahora no se ha encontrado un método que asegure que las células implantadas van a dar lugar a una configuración o una estructura similar a la del cerebro antes de los daños.

En este nuevo estudio, los expertos han fabricado dos capas de tejido cerebral imprimiendo células progenitoras y las han implantado en muestras de tejido cerebral de cobayas. Las células mostraron una integración estructural y un funcionamiento propio de los tejidos sanos que las rodeaban.

El autor principal, Yongcheng Jin, del departamento de química de la Universidad de Oxford, ha declarado: «Este avance constituye un significativo paso adelante en la fabricación de materiales con la estructura y la función completa de los tejidos del cerebro; proporcionará una oportunidad única para explorar el funcionamiento de la corteza cerebral y, en un futuro lejano, ofrecerá esperanza a las personas con lesiones cerebrales».

La estructura de la corteza se consiguió con células progenitoras que se obtienen con relativa facilidad y no provocan una reacción del sistema inmunológico. Usando diferentes factores de crecimiento y sustancias químicas, los científicos las cultivaron y las imprimieron en una estructura de dos capas. En el cultivo, las células mantuvieron esa estructura durante semanas.

Al implantar los tejidos en muestras de cerebros de ratones, estos mostraron una capacidad de integración elevada, así como la actividad de señalización propia de las neuronas de esa parte del cerebro. Las células se comunicaban unas con otras, demostrando su capacidad de funcionar y su parecido en estructura respecto a las células de su entorno.

Ahora, los investigadores quieren dar un paso más y crear tejidos complejos de múltiples capas, parecidos a los del cerebro de las personas.
Además de servir para reparar lesiones, este tipo de tejidos pueden utilizarse para estudiar los efectos de nuevos medicamentos, para observar cómo se desarrolla el cerebro y para comprender los fundamentos de nuestra capacidad de pensar.

Otro de los autores, Zoltan Molnar, ha aclarado que «el desarrollo del cerebro humano es un proceso delicado y muy elaborado, con una coreografía compleja; sería ingenuo pensar que podemos recrearlo, no obstante, el proyecto de impresión en 3D demuestra un avance sustancial».