Investigadores de la Universidad Northwestern en Evaston (EE.UU.) han logrado fabricar ovarios –u ‘ovarios bioprotésicos’– con una impresora 3D que, como muestra un estudio llevado a cabo con modelos animales –ratones– y publicado en la revista «Nature Communications», son capaces de ovular y de permitir a las hembras de ratón dar a luz crías perfectamente sanas y amamantarlas. Concretamente, estos ovarios bioprotésicos están construidos con estructuras impresas tridimensionales –o ‘andamios’– que alojan óvulos inmaduros y han conseguido aumentar la producción de hormonas y restaurar la fertilidad en ratones.
Como explica Teresa K. Woodruff, directora de la investigación, «nuestro trabajo demuestra que estos ovarios bioprotésicos tienen una función a largo plazo. El uso de bioingeniería, en lugar de trasplantar a partir de un cadáver, para crear estructuras de órganos que funcionan y, así, restaurar la salud de ese tejido en el paciente constituye el santo grial de la bioingeniería en la medicina regenerativa».
‘Tinta’ de hidrogel biológico
La principal novedad de este estudio es la arquitectura de la estructura o ‘andamio’ y el material –o ‘tinta’– empleado por los autores. Y es que en este trabajo se ha empleado un hidrogel biológico hecho de colágeno descompuesto cuyo uso es seguro para los seres humanos. Los científicos sabían que cualquier andamiaje que crearan necesitaba estar hecho de materiales orgánicos que fueran lo suficientemente rígidos para manejarse durante la cirugía, así como suficientemente porosos para interactuar naturalmente con los tejidos del cuerpo del ratón.
Como indica Ramille Shah, co-autora de la investigación, «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».
Este es el primer estudio que demuestra que la arquitectura del andamio marca la diferencia en la supervivencia del folículoRamille Shah
Esa geometría se vincula directamente a si los folículos ováricos, células hormonales productoras de células de soporte que rodean a un óvulo inmaduro, sobrevivirán en el ovario, que fue uno de los mayores hallazgos en el estudio. «Este es el primer estudio que demuestra que la arquitectura del andamio marca la diferencia en la supervivencia del folículo. No seríamos capaces de hacer eso si no usáramos una plataforma de impresoras 3D», apunta Ramille Shah.
Restaurar la fertilidad
El único objetivo de estos ovarios bioprotésicos es poder ayudar a restaurar la fertilidad y la producción de hormonas en mujeres que han sido sometidas a tratamientos de cáncer en su etapa adulta o que sobrevivieron a cáncer infantil y, por ende, presentan un mayor riesgo de infertilidad y problemas hormonales de desarrollo.
Como refiere Monica Laronda, co-autora de la investigación, «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».
En un edificio, el andamio soporta los materiales necesarios para reparar el edificio hasta que finalmente se elimina. Lo que queda es una estructura capaz de sostenerse a sí misma. Del mismo modo, el ‘andamio tridimensional impreso’ o ‘esqueleto’ se implanta en una hembra y sus poros se pueden utilizar para optimizar cómo los folículos –esto es, los óvulos inmaduros– se acuñan dentro del andamio. El andamio apoya la supervivencia de los óvulos inmaduros del ratón y las células que producen hormonas para aumentar la producción.
Asimismo, la estructura abierta también permite que los óvulos maduren y ovulen, así como la formación de vasos sanguíneos dentro del implante, permitiendo de esta manera que las hormonas circulen dentro del torrente sanguíneo del ratón y desencadenen la lactancia después de dar a luz.
