La impresión 3D ha llegado a límites inimaginables, tanto que hoy mismo podemos imprimir en lugares especializados algunos órganos para reemplazarlos en nuestro cuerpo. ¿La tinta? Son las células humanas y aunque es un proceso complejo que aún no se ha masificado, está haciendo avanzar a la medicina a pasos agigantados.

Hace unos días, L’ Oreal y Organovo anunciaron su matrimonio en este ámbito, para resolver un tema pendiente en todo el mundo: el testeo de cosméticos. En la industria, personas y principalmente animales, son los afectados cada vez que abrimos cualquier tarro de crema, regalamos un rouge o nos lavamos el pelo. Pero para llegar a la fórmula «perfecta», hay un largo camino de pruebas que recorren todas las marcas, que daña considerablemente a los animales que hacen de conejillos de indias, donde sufren e incluso mueren.

Ante las prohibiciones que ha impuesto la Unión Europea y otros países, y buscando resolver este problema, ambas industrias desarrollarán en conjunto la impresión 3D de piel para lograr replicarla lo más fielmente posible. Esto tendría importantes alcances, no solo en el mundo del testeo cosmético, sino en los injertos de piel en casos de quemaduras u otras lesiones que requieran injertos.

De cultivar piel a imprimirla

Tres piscinas olímpicas ocupa el laboratorio de cultivo de piel de L’Oréal en Lyon (Francia), que desde hace décadas produce su propia piel patentada como Episkin. A partir de células de piel donadas por pacientes de cirugías, las incuban en colágeno antes de ser expuestos a la luz, el aire y los rayos UV, para imitar los efectos del envejecimiento, explican en Wired.

Unos 60 científicos trabajan cultivando más de 100.000 pequeñas muestras de piel al año, aproximadamente 5 m2 de piel. Cada muestra tiene un tamaño de 0,5 centímetros cuadrados y la más gruesa es de un 1 milímetro de espesor, según informa Bloomberg.

La idea actual de L’Oréal es producir piel más rápido y con una mejor tecnología. Para cruzar esa calle, le tomaron la mano a Organovo, la única compañía de Bio-Printing en el mundo con tecnología para crear tejidos que son completamente de células humanas a través de la impresión 3D. Ellos están haciendo ruido desde el año 2007 y se merecieron una charla en TEDMED el 2011.

Actualmente, Organovo trabaja construyendo una serie de modelos de tejido 3D para aplicaciones de investigación y descubrimiento de fármacos, buscando perfeccionarse en la fabricación de tejidos humanos que sean utilizables en intervenciones quirúrgicas y trasplantes de órganos. Ya han logrado imprimir un hígado que replica las funciones hepáticas y que aunque todavía no es posible de usar como sustituto completamente en un trasplante, se está utilizando en ensayos farmacéuticos.

Con esta alianza, tanto L’Oréal como Organovo se beneficiarán. La primera obtendrá la velocidad y experiencia de la bioimpresión y la segunda, el financiamiento y el acceso al conocimiento integral que tiene L’Oréal de la piel, adquirida a través de muchos años y de más de $1 mil millones en investigación y desarrollo. ¿Y el mundo? Los beneficios directos serán una solución para acabar con el testeo en animales y personas en los cosméticos, pero a largo plazo, la posibilidad de perfeccionar la impresión de órganos para algún día acabar con la falta de donaciones.

Bioimpresión: «Fotocopiando» el cuerpo humano

Para imprimir tejido humano, que imite forma y función de los órganos, Organovo crea pequeñísimos bloques de construcción hechos de células humanas vivas, a través de un proceso que reproduce las geometrías específicas del tejido y sus componentes celulares. Esto lo hace con su máquina Novogen Bioprinter.

Con el proceso capa por capa, de manera vertical para lograr la tridimensionalidad, la impresora 3D va constituyendo su figura y utiliza como soportes de la figura componentes de un hidrogel-Bio (inerte) que también sirve como material de relleno para crear canales o espacios vacíos dentro de los tejidos para imitar características de tejido nativo.

La bioimpresión puede producir tejidos en varios formatos a escala microscópica en placas de cultivo para tejidos estándar o con estructuras más grandes. Estos tejidos impresos en 3D comparten muchas características claves con el tejido nativo: densidad similar, presencia de múltiples tipos de células y el desarrollo de las características estructurales y funcionales.

Así es como lo hizo Organovo para imprimir el hígado que le ha merecido gran parte de su fama.
Aunque el ensamblado de órganos es una técnica que se ha estado utilizando por algunos laboratorios, Gabor Fogacs, el fundador de Organovo, ha evidenciado en sus investigaciones que mientras que el autoensamblaje celular permite la formación de ciertas microestructuras, no logra reproducir tejidos complejos o de grandes estructuras.

¿Y cómo imprimir piel?

Aunque la piel parezca una simple cobertura delgada, es un órgano complejo. Cada uno de sus cm2, contiene 10 folículos pilosos de 3mm de espesor promedio, 100 glándulas sudoríparas y hasta 2.500 células sensoriales, así como 3 metros de vasos linfáticos y capilares sanguíneos, 12 metros de las fibras nerviosas, entre otros. En este caso, la piel será reproducida en su capa externa (epidermis), pero si L’Oréal pretende mejorar la precisión de sus productos incluyendo diferentes edades y etnias en sus pruebas, el proceso de impresión no será sencillo.

La bioimpresión de la piel será similar a la de órganos y en tres pasos, según explica Michael Renard, vicepresidente de Organovo: Primero los científicos consiguen las células humanas que otras empresas cosechan y les venden. Luego, con su tecnología las convierten en «bio-tinta» para estas impresoras, un proceso no muy distinto al de una impresora 3D estándar que crea objetos a partir del eje XYZ. Por último, se nutre la estructura de células (Renard no da detalles de esta fórmula) y se mantienen en un ambiente de temperatura controlada para que se fusionen en una masa cohesiva de tejido. ¿Y cuándo será realidad la impresión de piel?

Aún hay algunas cosas pendientes por anunciar, como cuándo comenzará Organovo la producción y cuánto más rápido es la impresión 3D que los métodos derma-agrícolas actuales de L’Oréal. Pero según informan en Bloomberg, el objetivo de L’Oréal es automatizar la producción de piel impresa en 3D para el año 2020.

«El enfoque de L’Oréal en este momento no es aumentar la cantidad de piel que producimos, sino continuar la construcción de una mayor precisión y replicación consistente del proceso de ingeniería de la piel», explica Guive Balooch, vicepresidente de la tecnología de la incubadora de L’Oréal.