Un paso revolucionario en el campo de la medicina regenerativa está a punto de ocurrir más allá de las fronteras de nuestro planeta. Como parte de la próxima 33ª misión de servicios de reabastecimiento comercial (CRS-33) de SpaceX, contratada por la NASA, se enviará una carga científica única a la Estación Espacial Internacional (ISS). Se trata de un experimento del Instituto de Medicina Regenerativa de Wake Forest (WFIRM), cuyo objetivo es investigar el comportamiento y desarrollo de constructos de tejido hepático humano bioimpresos en 3D en condiciones de microgravedad. Este proyecto, patrocinado por el Laboratorio Nacional de la ISS, abre la puerta a posibilidades completamente nuevas en el tratamiento de enfermedades y la creación de órganos para trasplantes.

El desafío de la vascularización: Un obstáculo clave en la Tierra

La tecnología de bioimpresión 3D representa una de las ramas más prometedoras de la ciencia moderna. Permite a los científicos utilizar células humanas vivas como "biotinta" para crear complejas estructuras tridimensionales que imitan fielmente la función de los tejidos y órganos humanos. Dichos constructos de ingeniería tienen un potencial enorme: desde plataformas para probar nuevos fármacos y estudiar la progresión de enfermedades, hasta el objetivo final de reparar o reemplazar tejidos dañados por enfermedades, lesiones o el envejecimiento. En el centro de esta investigación en particular se encuentra el hígado, un órgano vital con una estructura extremadamente compleja y una densa red de vasos sanguíneos.

Los científicos del instituto WFIRM ya han logrado un éxito significativo en la Tierra, creando con éxito constructos de tejido hepático con canales vasculares funcionales que permanecen viables hasta por 30 días. Sin embargo, aquí es donde reside también el mayor desafío. Mantener vivos los tejidos bioimpresos grandes y gruesos representa un obstáculo enorme debido a las limitaciones fundamentales en la creación de una vascularización eficaz. Sin una red ramificada de canales, similar a nuestros vasos sanguíneos, el tejido no puede recibir el oxígeno y los nutrientes necesarios, ni puede deshacerse eficazmente de los desechos metabólicos. La consecuencia es que los tejidos de ingeniería pierden vitalidad con el tiempo, y su función se debilita y finalmente cesa.

La microgravedad como solución potencial

Precisamente el entorno único de la Estación Espacial Internacional podría ofrecer una solución a este problema terrestre. Los científicos presuponen que las condiciones de microgravedad, es decir, el estado de ingravidez percibida, podrían afectar drásticamente el comportamiento de las células. La ausencia de una fuerza de gravedad dominante podría cambiar la forma en que las células se distribuyen dentro del constructo, cómo se conectan entre sí y cómo se adhieren al sustrato biocompatible. Existe la esperanza de que tales condiciones puedan estimular a las células a una autoorganización más espontánea y natural, lo que resultaría en una maduración más rápida del tejido y la formación de estructuras más estables y funcionales.

Este experimento debería proporcionar conocimientos clave sobre cómo producir tejido mejor y más duradero, no solo para la investigación de enfermedades, sino también para la futura aplicación clínica en el tratamiento de pacientes en la Tierra. Para llevar a cabo la investigación se utilizará una plataforma avanzada de la empresa Redwire Space, conocida como Multi-Use Variable-Gravity Platform (MVP). Este sistema permite un control preciso de las condiciones y la observación del desarrollo del tejido en tiempo real, proporcionando datos invaluables al equipo científico.

El profesor James Yoo, uno de los investigadores principales del instituto WFIRM, expresó un gran optimismo. "La finalización exitosa de este experimento podría avanzar significativamente la ingeniería de tejidos en la Tierra y sentar las bases para la futura bioproducción de tejidos y órganos en el espacio destinados a trasplantes", declaró Yoo. "Esta investigación colaborativa tiene el potencial de producir resultados extraordinarios. Utilizando tecnologías de bioimpresión, hemos creado andamios similares a un gel con canales para el flujo de oxígeno y nutrientes que imitan los vasos sanguíneos naturales, abriendo así nuevos horizontes para los tratamientos médicos, tanto en la Tierra como en el espacio."

El camino a las estrellas: De un desafío de la NASA a una misión espacial

El camino de este experimento hacia el espacio comenzó en la Tierra, a través de una competencia. Dos equipos de investigadores y estudiantes del instituto WFIRM – Team Winston y Team WFIRM – participaron en el "Vascular Tissue Challenge" de la NASA. Este desafío, que forma parte del programa "Centennial Challenges" de la NASA, fue diseñado con el objetivo de fomentar innovaciones en la ingeniería de tejidos que pudieran beneficiar tanto a la exploración espacial como a las personas en la Tierra a través del avance de la medicina regenerativa.

Ambos equipos, gracias a la demostración de su tecnología, ganaron valiosos premios por un total de 400.000 dólares para financiar futuras investigaciones. Lo que es más importante, se les dio la oportunidad de probar sus innovaciones en una plataforma única: la Estación Espacial Internacional. El Team Winston será el primer equipo en enviar su tecnología a órbita.

Durante su estancia en la ISS, el Team Winston evaluará cuidadosamente el desarrollo del tejido y la funcionalidad de las células hepáticas y vasculares dentro del constructo. Se pondrá un énfasis especial en el impacto de la microgravedad en las características celulares clave. Por ejemplo, el equipo examinará en detalle si las células vasculares forman un revestimiento correcto y continuo dentro de las paredes de los vasos sanguíneos en el constructo hepático, lo cual es crucial para su función a largo plazo.

La colaboración como base del futuro de la medicina

Este ambicioso proyecto no sería posible sin una amplia colaboración entre la comunidad académica, las agencias gubernamentales y el sector privado. La organización del concurso en sí fue llevada a cabo para la NASA por la alianza New Organ, una rama de la Fundación Methuselah. El panel de jueces de nueve miembros estaba compuesto por destacados expertos en el campo de la medicina regenerativa, con el apoyo de expertos de la NASA, los Institutos Nacionales de Salud (NIH), el Laboratorio Nacional de la ISS e investigadores académicos de prestigio.

David Gobel, cofundador y director ejecutivo de la Fundación Methuselah, destacó la importancia de tales iniciativas. "Nuestra misión en la Fundación Methuselah incluye la prolongación de la vida humana saludable a través de los avances en la medicina regenerativa", dijo Gobel. "Al colaborar con la NASA y el Laboratorio Nacional de la ISS para acelerar la innovación, no solo mejoramos la salud humana en la Tierra, sino que también nos preparamos para los desafíos de la exploración espacial y fortalecemos la futura industria espacial." Las aplicaciones potenciales son de gran alcance: desde la creación de órganos bajo demanda, lo que resolvería el problema global de la escasez de donantes, hasta la provisión de apoyo médico para los astronautas en futuras misiones de larga duración a la Luna y Marte.