Ovarios artificiales por impresión 3D

Redacción
Domingo, 21 Enero 2018
Ovarios artificiales por impresión 3D - impresoras 3D

Un 10 por ciento de los supervivientes de cáncer son mujeres menores de 40 años. Una vez que se someten a quimioterapia o radiación, puede que ya no sean capaces de concebir un bebé, así que los científicos están trabajando para crear ovarios artificiales que podrían darles una nueva opción para tener  un niño, según informa The Scientist.

El ovario artificial es una "casa" para los folículos productores de huevos, al igual que el ovario original, explica Christiani Amorim, que estudia la reproducción de animales en la Universidad Católica de Lovaina en Bélgica, a The Scientist por correo electrónico. "Nuestro objetivo es recrear las condiciones adecuadas que los folículos necesitan para sobrevivir".

Varios grupos están compitiendo y/o colaborando para desarrollar el ovario artificial perfecto, y hasta ahora los estudios muestran que es posible usar el órgano sintético para restaurar la función ovárica en ratones. 

Perfeccionar la estructura, la rigidez y las capacidades del ovario artificial humano es ahora el centro de atención, con equipos que se acercan al punto donde podrían comenzar a probarlos en mujeres. Si se demuestra que funciona, esta estructura también podría tener otros usos, desde para estudios de toxicología hasta para posponer la maternidad y, posiblemente, ayudar a las personas transgénero con la administración de hormonas.

Los pacientes con cáncer son el primer foco, afirma Marie-Madeleine Dolmans , colega de Amorim en la Universidad Católica de Lovaina. Para ayudar a estas mujeres, los investigadores han tratado de proteger los ovarios durante el tratamiento, moviéndolos fuera del área que se irradiará o retirando, conservando y trasplantando el tejido ovárico a las pacientes después del tratamiento contra el cáncer. Esta última técnica, que se basa en los ovarios naturales de un individuo, ha restaurado la función ovárica y ha llevado al nacimiento de más de 100 bebés en todo el mundo, según un artículo reciente escrito por Dolmans y colegas.

Pero, explica Dolmans, la criopreservación y el trasplante no son una opción para todos. Las mujeres con cánceres que se expanden mediante metástasis  actualmente no tienen opciones de fertilidad después del tratamiento. Esto se debe a que el riesgo de extraer células cancerosas malignas y reinsertarlas nuevamente en el cuerpo después de la quimioterapia o la radiación es bastante alto. Las niñas que aún no han llegado a la pubertad tampoco pueden participar en la criopreservación y el posterior trasplante.

"Son estas mujeres a las que intentamos ayudar", dice la científica de materiales Ariella Shikanov, de la Universidad de Michigan. Para hacer esto, los investigadores extraerían los folículos de las mujeres antes del tratamiento, eliminarían los que parezcan cancerosos y luego congelarían el tejido. Una vez que el paciente ya no tiene cáncer y tiene la edad para comenzar la menstruación o tener un hijo, los folículos se descongelarán, se inyectarán en un ovario artificial y se trasplantarán nuevamente al cuerpo.

Una matriz de fibrina, típicamente encontrada en el andamiaje de coágulos sanguíneos, con el equilibrio adecuado de proteínas, fibrinógeno y trombina, parece ser el mejor hogar para los ovarios artificiales, informaron Amorim y sus colegas el 13 de diciembre en el Journal of Assisted Reproduction and Genetics. Esta mezcla crea una estructura que se asemeja más a un ovario real, escribe el equipo.

Otros equipos están trabajando para optimizar la producción artificial de ovarios y el desarrollo de los folículos incrustados en ellos. Shikanov y sus colegas, por ejemplo, están trabajando para identificar las señales correctas y la actividad de los factores de transcripción en el trabajo en las primeras etapas del desarrollo del folículo. Saber qué señales estimulan el desarrollo podría ayudar a los investigadores a crear, química o genéticamente, el ambiente adecuado para persuadir a los folículos a crecer.

Mientras tanto, Mary Zelinski, de la Universidad de Salud y Ciencia de Oregón, y sus colegas están abordando otro desafío: averiguar exactamente dónde implantar ovarios artificiales para garantizar la función hormonal y la fertilidad y también recopilar datos sobre la salud de los descendientes nacidos a través del trasplante. Hasta ahora, su investigación en monos rhesus ha demostrado que el trasplante al brazo puede conducir a la función hormonal normal. Además, ella crió un mono bebé de ovocitos desarrollados en tejido trasplantado. Ese mono pasó a tener embarazos normales y no mostró signos de envejecimiento celular prematuro, informó el equipo en septiembre en el Journal of Assisted Reproduction and Genetics.

El mayor desafío en este momento, dice la experta en obstetricia y ginecología Teresa Woodruff, de la Facultad de Medicina Feinberg de la Universidad Northwestern, es hacer un ovario que sea estructuralmente sólido y duradero, capaz de durar hasta 10 años o más en el cuerpo. Para hacer esto, ella y sus colegas han estado usando tinta de ovario para imprimir una superestructura tridimensional capaz de soportar folículos dentro de los ratones. Estos animales incluso han tenido crías. A diferencia de la matriz hecha por Dolmans y Amorim, el ovario impreso en 3D puede estar compuesto principalmente de colágeno, elastinas, factores de crecimiento y otros agentes bioactivos.

"La impresión 3D está muy de moda en este momento, pero como mostramos en nuestra última publicación, nuestra matriz de fibrina tiene una estructura de fibra y rigidez comparable a la de los ovarios humanos; me pregunto si la impresión 3D es realmente una estrategia para la creación de un ovario artificial para aplicación humana ", escribe Amorim.

Woodruff no está de acuerdo. Ella dice que la tinta biológica utilizada en la impresión tridimensional de un ovario permite a los investigadores tener más control en el desarrollo de un órgano que está más cerca en su estructura de un ovario real, lo que podría ayudar a conectarlo a la vasculatura que necesita.

Amorim y Dolmans argumentan que al usar materiales que ya han sido desarrollados por el cuerpo sin impresión en 3-D, la aprobación para comenzar a probar su ovario artificial en mujeres puede ser más fácil. De hecho, las pruebas podrían comenzar en los próximos años.

Sin embargo, la utilidad de los ovarios artificiales va más allá de brindarles a los pacientes de cáncer más opciones para convertirse en madres. De manera más inmediata, un ovario cultivado en laboratorio podría ayudar en estudios de toxicología. Debido a que el tejido permitiría que los folículos sobrevivan y crezcan de forma similar a las condiciones en el órgano original, los investigadores podrían evaluar los efectos de drogas o compuestos en el ambiente que actúan como disruptores endocrinos. Clínicamente, los ovarios artificiales podrían ayudar a las mujeres mayores a seguir produciendo hormonas para combatir la osteoporosis, las enfermedades cardíacas y otros efectos secundarios de la menopausia. También podrían dar a las personas transgénero un sistema de administración hormonal más natural.

"Veo un gran potencial para el ovario artificial", dice Amorim.

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Categoría: Impresoras 3D
Aplicación: Medicina