Científicos regeneran tejido pulmonar y crean un pulmón en un microprocesador

Un equipo científico en Connecticut (EE.UU.) regeneró tejido pulmonar en ratas y otro en Massachusetts desarrolló un artefacto con un microprocesador que respira como un pulmón humano, según artículos publicados hoy por la revista Science.

Las enfermedades pulmonares causan unas 400.000 muertes cada año en Estados Unidos y la regeneración del tejido pulmonar es difícil porque, en general, no se repara más allá del nivel microscópico.

Cada vez que el humano inspira, el aire entra a los pulmones, llena unas bolsitas microscópicas llamadas alvéolos y transfiere oxígeno al flujo sanguíneo a través de una membrana flexible y permeable de las células pulmonares.

A través de esa misma membrana fina se transfiere el dióxido de carbono que se saca del cuerpo con cada exhalación.

La única forma, hasta ahora, de reemplazar el tejido pulmonar dañado en personas adultas es el trasplante de pulmón, un procedimiento con una alta tasa de rechazo e infección y que marca índices de apenas del 10 al 20 por ciento de supervivencia después de diez años.

El equipo encabezado por científicos de la Universidad de Yale investigó si era posible implantar exitosamente pulmones con tejidos desarrollados mediante bioingeniería, cultivados en el laboratorio, y que pudieran cumplir la función primaria del pulmón de intercambiar oxígeno por dióxido de carbono.

Para ello, los científicos tomaron pulmones de ratas adultas, retiraron sus componentes celulares y preservaron la matriz extracelular y las estructuras mayores de conductos pulmonares y el sistema vascular como "andamios" para el crecimiento de las nuevas células.

Luego cultivaron una combinación de células específicas de pulmón en la matriz extracelular y usaron un novedoso biorreactor, que simula aspectos del ambiente pulmonar del feto, con lo cual repoblaron la matriz con células pulmonares que funcionan.

"Éste es un primer paso hacia la regeneración de pulmones enteros para animales más grandes y, eventualmente, para los humanos", dijo Laura Niklason, subdirectora de los departamentos de Anestesiología y de Ingeniería Biomédica en Yale, la autora principal del artículo.

Por su parte, los investigadores del Instituto Wyss de la Universidad de Harvard y del Hospital Infantil de Boston encararon de manera diferente las necesidades de los pacientes con enfermedades pulmonares, y lograron un aparato del tamaño de un encendedor de cigarrillos que actúa como un pulmón.

El aparato, operado con un microprocesador, está hecho de células de pulmón y vías sanguíneas humanas y, dado que es transparente, permite observar la función del pulmón humano sin necesidad de intromisión en el cuerpo.

En este trabajo, explicó Donald Ingber del Instituto Wyss de Ingeniería Inspirada Biológicamente en Harvard, los investigadores colocaron dos capas de tejidos vivos -el que recubre los alvéolos y el de vasos sanguíneos que los rodean- a través de una divisoria flexible y porosa.

Cuando se suministra aire a las células del tejido de recubrimiento de los alvéolos fluye en el canal capilar un medio de cultivo que simula la sangre y el estiramiento mecánico cíclico imita la respiración.

Hasta ahora, los investigadores de Harvard no han demostrado la capacidad de su sistema para imitar el intercambio de gases entre los alvéolos y la corriente sanguínea, dijo el autor principal del artículo, David Huh, experto en desarrollo de tecnología en Wyss.

"Lo están explorando ahora", añadió.