Ciencia Hoy: La Ingeniería de Tejidos. Primera parte

El término de Ingeniería Tisular o Ingeniería de Tejidos, fue introducido en 1987 por miembros de la Fundación Nacional de Ciencia de Estados Unidos en la ciudad de Washington, D.C. y un año más tarde, en una Conferencia organizada por la Fundación antes mencionada sobre ingeniería tisular, en el lago Tahoe en el estado de Nevada de Estados Unidos, fue definida como “ la aplicación de principios y métodos de ingeniería y de las ciencias de la vida, hacia la comprensión fundamental de la relación estructura-función en tejidos normales y patológicos de mamíferos así como del desarrollo de substitutos biológicos para reestablecer, mantener o mejorar funciones”.

La parte ‘reparativa’ de la ingeniería tisular se sobrelapa, pero no es sinónimo con, la ‘terapia celular’ la cual va dirigida a promover la formación de tejido nuevo o a mejorar la función de un tejido existente mediante la inyección o infusión de una suspensión de células aisladas. La ingeniería tisular busca la generación de tejidos tridimensionales funcionales fuera del cuerpo y que puedan ser producidos en medida, forma y función de acuerdo con las necesidades respectivas antes de implantarlos dentro del cuerpo.

Las primeras experiencias clínicas han sido publicadas usando piel, cartílago e injertos creados mediante ingeniería tisular. La Ingeniería Tisular es un campo interdisciplinario requiriendo la interacción de diversos campos de conocimiento y se considera la aplicación de los principios de las ciencias de la vida y de la ingeniería para desarrollar substitutos biológicos. En un sentido amplio, la Ingeniería Tisular es el desarrollo y manipulación de moléculas, células, tejidos u órganos creciendo en el laboratorio para reestablecer, reemplazar, mejorar o reforzar la función tisular de partes corporales, defectuosas o dañadas.

Aunque desde hace muchos años ha sido posible el cultivo y crecimiento celular fuera del cuerpo, no ha sido hasta recientemente cuando existe la posibilidad de un crecimiento complejo y organizado de tejidos tridimensionalmente, replicando literalmente -el diseño y función de tejidos humano. Hay varias estrategias importantes que están siendo usadas para lograr este objetivo.

En un caso células de mamífero están siendo encapsuladas dentro de una membrana polimérica, la membrana es construida en forma tal que los poros que existan en la membrana (medidos por Microscopía de Fuerza Atómica) sean lo suficientemente grandes para permitir que nutrientes y deshechos se difundan a través de ellos, pero que no sean demasiado grandes como para que células inmunocompetentes puedan atacar las células encapsuladas adentro. Un importante segundo abordaje implica el colocar células sobre una especie de andamio o entablado (‘scaffolds’) polimérico, los cuales son construidos en forma precisa de acuerdo con el tejido que finalmente se desea construir, en este caso, las células usadas a menudo provienen del mismo paciente para evitar el rechazo, alternativamente también pueden usarse células alotransplantadas, debiendo usarse en este caso inmunosupresión.

Es importante que los materiales que están siendo utilizados sean biocompatibles, y que además posean una serie de propiedades como biodegradabilidad, permeabilidad selectiva y otras características dependiendo de la aplicación clínica que se le quiera dar.

Los retos actuales implican el desarrollo de materiales que posean propiedades de reconocimiento celular para ayudar en el control de la función celular o de la adhesión celular. El objetivo es lograr el crecimiento de tejidos humanos organizados orgánicamente como – higado, hueso, músculo estriado, cartílago, vasos sanguíneos, músculo cardíaco, nervio, islotes pancreáticos, etcétera-.

La Ingeniería Tisular, como ya se dijo antes, es un campo multidisciplinario caracterizado por la aplicación de principios ingenieriles al desarrollo, reparación y estudio de tejidos biológicos.

Por:Carlos García Valdés y Victor M. Castaño

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Los autores de este artículo son el Dr. Carlos García Valdés y Victor M. Castaño. Cualquier comentario sobre esta columna, favor de dirigirlo a Víctor Castaño ([email protected])