Cultivar teixit cardíac humà en fulles d'espinacs
Actualment, la necessitat d'òrgans i teixits per a trasplantaments és molt superior a la disponibilitat. Per aquest motiu, l'enginyeria de teixits, que ha fet avenços significatius en l'última dècada a través del desenvolupament d'empelts, busca nous suports on regenerar teixits humans i òrgans.
Uns investigadors han aconseguit beneficiar-se del sistema vascular de les fulles d'espinacs per solucionar el problema principal de bioenginyeria que bloqueja la regeneració de teixit: la manera d'establir un sistema vascular amb el qual s'aconsegueixi portar la sang al teixit en desenvolupament.
L'estudi, dut a terme per un equip d'investigació multidisciplinària format per experts del Worcester Polytechnic Institute (WPI), la Universitat de Wisconsin-Madison i de l'Arkansas State University-Jonesboro, als Estats Units, ha aconseguit amb èxit fer créixer teixit del cor en fulles d'espinacs.
En lloc d'intentar dissenyar una xarxa vascular, l'enfocament actual dels investigadors està inspirat en la biologia. S'elimina el material cel·lular de manera que queda una construcció acel·lular, una composició que depèn del teixit o òrgan de què es deriva, i al mateix temps es preserva una xarxa vascular intacta. Quan s'elimina el material cel·lular del teixit, un empelt descel·lularitzat es torna no immunogènic i conserva l'estructura de l'òrgan brut. Llavors aquests teixits i òrgans es poden recel·lularitzar per crear un empelt.
En aquest sentit recorden que les tècniques de bioenginyeria actuals, incloent-hi la impressió 3D, no poden fabricar la xarxa de ramificacions de vasos sanguinis a escala capil·lar que es requereix perquè arribin l'oxigen, els nutrients i les molècules essencials necessàries per al creixement de teixit adequat. El professor d'enginyeria biomèdica del WPI i autor principal, Glenn Gaudette, ha volgut explicar la prometedora descoberta en l'àmbit de la reconstrucció de teixits:
Tenim molta feina al davant, però fins ara això és molt prometedor. L'enginyeria de teixits podria resoldre una sèrie de problemes que limiten aquest camp.
Els experts recorden que "les plantes i els animals tenen diferents enfocaments per al transport de fluids, productes químics i macromolècules, però hi ha sorprenents similituds en les seves estructures de xarxes vasculars", per això consideren que "el desenvolupament de la descel·lularització de les plantes per ser utilitzat com a suport obre la possibilitat d'una nova branca de la ciència que investigui el mimetisme entre plantes i animals".
Les cèl·lules cardíaques només són el principi
Els primers experiments que s'han resolt amb èxit han estat amb cèl·lules cardíaques humanes. L'equip ha conreat aquestes cèl·lules en les fulles d'espinacs d'on havien extret les cèl·lules vegetals i han aconseguit que hi circulessin fluids i microperles de mida similar a les cèl·lules de la sang humana a través dels vasos dels espinacs.
♦ Pugen els donants de medul·la arran de la campanya #retounmillon de Pablo Ráez
Segons els investigadors, aquest estudi deixa oberta una porta a estudiar la utilització de les fulles d'espinacs per fer créixer capes de múscul del cor per al tractament de pacients afectats per atacs de cor. Quan les cèl·lules vegetals dels espinacs es netegen, el que queda és un marc fet principalment de cel·lulosa, una substància natural que no és perjudicial per a les persones:
La cel·lulosa és biocompatible i s'ha utilitzat en una àmplia varietat d'aplicacions de medicina regenerativa, com l'enginyeria de cartílag de teixit, enginyeria de teixit ossi i cicatrització de ferides.
Així mateix, esperen que molts altres vegetals i plantes puguin servir com a element de construcció per al desenvolupament de nous teixits. Han apuntat que "la fulla d'espinacs podria ser més adequada per al desenvolupament de teixits altament vascularitzats, com el teixit cardíac", però que altres plantes podrien adaptar-se millor als diferents tipus de teixits. Per exemple, les plantes amb tiges buides i cilíndriques per construir empelts arterials o les plantes amb columnes de fusta vasculars podrien ser útils en l'enginyeria dels ossos.
♦ Rècord històric de donacions d'òrgans a Catalunya el 2016
Els autors de l'estudi han volgut explicar la importància de l'ús de plantes com a base per a l'enginyeria de teixits, així com els beneficis econòmics i ambientals que pot aportar:
Mitjançant l'explotació de la química de construcció de teixits amb les plantes podríem abordar les moltes limitacions i els alts costos dels materials sintètics. Les plantes poden cultivar-se fàcilment i, mitjançant l'ús del teixit de les plantes amb la descel·lularització a base de perfusió, hem demostrat que no pot haver-hi una solució més sostenible per al medi ambient en el camp de les construccions d'enginyeria de teixits prevascularitzats.
