Ovarios artificiales con impresoras 3D

Investigadores de la Universidad Northwestern en Evaston, Estados Unidos, fabricaron ovarios artificiales u «ovarios bioprotésicos» con una impresora 3D, con gelatina como tinta.

El andamiaje construido con estructuras impresas tridimensionales permitió restaurar la fertilidad en ratones. Las implantaron en hembras esterilizadas con sostenible éxito: los nuevos ovarios permitieron el normal funcionamiento de todo el proceso reproductivo. Los ejemplares intervenidos aumentaron la producción de hormonas, fueron capaces de ovular y parir crías sanas a las que después pudieron amamantar.

La investigación fue publicada en la prestigiosa revista Nature Communications, de la cual participaron científicas de Estados Unidos, especialistas en el aparato reproductor femenino, reproducción asistida, cirugía, nanotecnología e impresión 3D de nuevos materiales.

El propósito era devolver la capacidad reproductiva a ratones hembra de laboratorio a los que les habían extirpado los ovarios. Consistía en la creación de una imitación en tres dimensiones de la arquitectura ovárica que concediera el escenario normal para que el organismo lo procesara como natural.

El objetivo madre que inspiró la creación de estos ovarios bioprotésicos es restaurar la fertilidad y la producción de hormonas en mujeres que fueron sometidas a tratamientos de cáncer en edad adulta o sobrevivieron a un cáncer infantil, y que por tales efectos, padecen problemas hormonales en el desarrollo y un alto riesgo de infertibilidad.

«Lo que ocurre con algunas de nuestras pacientes con cáncer es que sus ovarios no funcionan a un nivel suficientemente alto y necesitan usar terapias de reemplazo hormonal para desencadenar la pubertad. El propósito de este andamio es recapitular cómo funcionaría un ovario. Estamos pensando en una gran imagen que supone cada etapa de la vida de una niña, es decir, desde la pubertad a través de la edad adulta hasta una menopausia natural», reveló Mónica Laronda, coautora de la investigación.

Acuñó la definición de andamio como inspiración de su función en la construcción civil. Su propósito es soportar los materiales que terminan edificando una arquitectura que finalmente se sostendrá por sí misma. El «andamio tridimensional impreso» ejerce una tarea similar. Su geometría inspiró varias combinaciones de impresión. La meta era encontrar la mejor configuración para que los folículos ováricos -la unidad básica de la biología reproductiva femenina de la surgen los ovocitos y el óvulo- se desarrollaran y sobrevivieran. La matriz de impresión infiere de un modo casi místico en la materia científica.

Teresa K. Woodruff, directora del Instituto para la Investigación de la Salud Femenina de la facultad de medicina de Northwestern y coautora del estudio, así lo definió: «Creemos que la forma determina la función. No está claro el porqué, pero claramente hay diferencias en cómo funcionan los folículos según sea su entorno». La geometría elegida además de facilitar la adhesión y respetar la forma esférica de los folículos se integraron al organismo de los roedores.

Así como la geometría, el material -la tinta de la impresión 3D- elegido fue determinante en el resultado obtenido. Descartaron rápido cualquier tinta comúnmente empleada en impresiones tridimensionales porque una vez solidificadas adquieren una rigidez que impediría tanto la implantación como la aceptación del organismo. Encontraron una alternativa posible en un hidrogel biológico hecho de colágeno descompuesto, de uso seguro para los seres humanos. La solución estaba en la gelatina.

«La mayoría de los hidrogeles son muy débiles, ya que están compuestos principalmente de agua y a menudo se derrumban sobre sí mismos. Pero encontramos una temperatura para la gelatina que le permite ser autosuficiente, no colapsar y conducir a la construcción de múltiples capas. Nadie más ha sido capaz de imprimir en gelatina con una geometría tan bien definida y autosuficiente», explicó Ramille Shah, profesora de ciencia de materiales de la Escuela McCormick de Ingeniería de la Universidad Northwestern (EE UU) y también co-autora del hallazgo científico.

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