Un nuevo tipo de «papel tisular» bioactivo está hecho de materiales derivados de órganos, tan finos y flexibles que pueden plegarse para formar un pájaro de origami.
La tecnología podría utilizarse para favorecer la producción natural de hormonas en pacientes jóvenes con cáncer y ayudar a curar heridas.
«Es versátil y facilita la cirugía».
Los papeles tisulares se elaboran con proteínas estructurales secretadas por las células que dan forma y estructura a los órganos, y se combinan con un polímero para que el material sea flexible.
Para el estudio, los investigadores utilizaron distintos tipos de papeles tisulares elaborados con proteínas de ovarios, útero, riñones, hígado, músculos o corazón, obtenidas mediante el procesamiento de órganos de cerdo y vaca. Cada papel tisular tenía propiedades celulares específicas del órgano del que procedía.
«Esta nueva clase de biomateriales tiene potencial para la ingeniería de tejidos y la medicina regenerativa, así como para el descubrimiento de fármacos y las terapias», afirma la autora de correspondencia, Ramille Shah, profesora adjunta de cirugía y de ciencia e ingeniería de materiales en la Universidad Northwestern. «Es versátil y facilita la cirugía».
Para la curación de heridas, el papel tisular podría proporcionar el soporte y las señales celulares necesarios para ayudar a regenerar el tejido, prevenir la formación de cicatrices y acelerar la curación, afirma Shah.
Los papeles tisulares se elaboran a partir de órganos o tejidos naturales. Se extraen las células y quedan las proteínas estructurales naturales —conocidas como matriz extracelular—, que luego se secan hasta convertirlas en polvo y se procesan para obtener los papeles tisulares. Cada tipo de papel contiene residuos de sustancias bioquímicas y una arquitectura proteica del órgano original, capaces de estimular a las células para que se comporten de determinada manera.
En el laboratorio de la científica especializada en reproducción Teresa Woodruff, se utilizó papel tisular elaborado con un ovario bovino para cultivar folículos ováricos in vitro. Los folículos (óvulos y células productoras de hormonas) cultivados sobre el papel tisular produjeron las hormonas necesarias para su correcto funcionamiento y maduración.
«Esto podría ofrecer otra opción para restablecer la función hormonal normal en pacientes jóvenes con cáncer, que a menudo la pierden como consecuencia de la quimioterapia y la radioterapia», afirma Woodruff, coautora del estudio publicado en Advanced Functional Materials.
Una tira de papel ovárico con los folículos podría implantarse bajo el brazo para restablecer la producción de hormonas en pacientes con cáncer o incluso en mujeres en la menopausia.
Además, el papel tisular elaborado por separado a partir de distintos órganos favoreció el crecimiento de células madre adultas humanas. Los científicos colocaron células madre de médula ósea humana sobre el papel tisular, y todas se adhirieron y multiplicaron durante cuatro semanas.
«En ese mismo momento supe que podía fabricar grandes cantidades de materiales bioactivos a partir de otros órganos».
«Es una buena señal de que el papel favorece el crecimiento de células madre humanas», afirma el primer autor, Adam Jakus, quien desarrolló los papeles tisulares. «Indica que, cuando empecemos a usar el papel tisular en modelos animales, será biocompatible».
Cuando están secos, los papeles tisulares se sienten y se comportan de forma muy parecida al papel de oficina convencional, explica Jakus. Simplemente los apila en un refrigerador o un congelador. Incluso pueden plegarse para formar un pájaro de origami.
«Incluso mojados, los papeles tisulares conservan sus propiedades mecánicas y se pueden enrollar, plegar, cortar y suturar al tejido», afirma.
Un derrame accidental de tinta para impresión 3D dio origen al papel tisular. Jakus intentaba crear una tinta de ovario imprimible en 3D, similar a los otros materiales imprimibles en 3D que había desarrollado previamente para reparar y regenerar tejido óseo, muscular y nervioso. Cuando fue a limpiar el derrame, la tinta de ovario ya había formado una lámina seca.
«Cuando intenté recogerla, me pareció resistente», cuenta. «En ese mismo momento supe que podía fabricar grandes cantidades de materiales bioactivos a partir de otros órganos. Se me encendió la bombilla. Podía hacer lo mismo con otros órganos».
«Es realmente asombroso que la carne y los subproductos animales, como el riñón, el hígado, el corazón y el útero, puedan transformarse en biomateriales parecidos al papel que potencialmente pueden regenerar y restablecer la función de tejidos y órganos. Nunca volveré a mirar un filete ni un solomillo de cerdo de la misma manera».
Jakus fue investigador posdoctoral Hartwell en el laboratorio de Shah durante el estudio y ahora es director de tecnología y cofundador de la empresa emergente Dimension Inx, LLC, que Shah también cofundó. La empresa desarrollará, producirá y venderá materiales imprimibles en 3D, principalmente para aplicaciones médicas. La propiedad intelectual pertenece a la Universidad Northwestern y se licenciará a Dimension Inx.
