Transhumanismo, medicina regenerativa y bioimpresión 3D de tejidos y órganos

El transhumanismo engloba una serie de disciplinas que tienen por objetivo el uso de la tecnología para mejorar las capacidades físicas y cognitivas de los seres humanos. En esencia, se puede dividir en dos vertientes; la cibernética y la biotecnológica. La primera tiene por objetivo la conexión máquina-humano y la creación de un universo paralelo virtual. La segunda usa la biotecnología para conseguir la mejora de la especie por medio de tecnologías que han sido desarrolladas durante las últimas décadas como por ejemplo la ingeniería genética.

Una de las ramas del transhumanismo que más interés está atrayendo en la comunidad científica es la que tiene por objetivo alargar la esperanza de vida con funcionalidad plena o mejorada de los seres humanos, y es aquí donde la bioimpresión y la ingeniería tisular como parte de la medicina regenerativa, juegan un papel primordial, principalmente en el enfoque de reemplazo que explicaremos más adelante.  Antes vamos a hacer un recorrido por algunas de las tecnologías que podrían contribuir a esta revolución contra el envejecimiento y las patologías que se derivan del mismo.

La búsqueda de fármacos antienvejecimiento a modo de pastilla mágica ha sido durante los últimos años la línea de investigación predominante. La gran mayoría de estos tratamientos no pretenden revertir el envejecimiento en su totalidad si no atacar a algunas de las consecuencias del mismo. Son tratamientos muy reactivos a la enfermedad, cuando lo que necesitamos son tratamientos preventivos.

 

Terapia génica con la novedosa técnica de CRISPR a la cabeza, las IPS y terapias celulares, el alargamiento de los telómeros, terapias contra el cáncer, ingeniería de tejidos, el uso de compuestos como el resveratrol o en NAD para activar genes que eliminan errores ocurridos por el entorno o en la división celular, son alguna de las soluciones que se están explorando para revertir los efectos del envejecimiento.

 

Adicionalmente diferentes tecnologías ya nos permiten la detección temprana de enfermedades, a través de métodos diagnósticos por imagen, biomarcadores y las más recientes técnicas de tratamiento de datos, big data e inteligencia artificial. Y lo que queda por llegar va a continuar revolucionando la detección de enfermedades de forma que nos movamos de una medicina reactiva como es la actual a una preventiva.

 

En el año 2013 un grupo de investigadores, entre ellos varios españoles, publicaron The Hallmarks of Aging[1] que se puede traducir como las señas de identidad o indicadores de envejecimiento, describiendo 9 procesos biológicos como causas del envejecimiento. Este trabajo sirvió para recopilar los diferentes objetivos a eliminar para conseguir combatir al envejecimiento. Acortamiento de los telómeros, senescencia celular, acumulación de errores epigenéticos, agotamiento de células madre, son algunas de las causas que se han definido como causantes del envejecimiento.

 

La medicina regenerativa podría definirse como el proceso de reemplazar o «regenerar» tejidos y órganos humanos y sus ingredientes principales, que son las células, con el objetivo de restaurar o establecer una función normal. Esta disciplina promete regenerar tejidos y órganos dañados en el cuerpo reemplazando el tejido dañado o estimulando los propios mecanismos de reparación del cuerpo para sanar tejidos y órganos.

 

En el enfoque de reemplazo asumimos que las causas principales del envejecimiento son la acumulación de residuos y errores que se producen de forma normal en el funcionamiento de nuestro organismo, y que es poco probable que se puedan revertir estos mecanismos, ya que los necesitamos para vivir, pero sin embargo si reemplazamos las partes dañadas, al igual que hacemos con un coche en un taller, vamos a poder mantener la funcionalidad y vivir mucho más tiempo.  Y en este enfoque juega un papel primordial las diferentes tecnologías de medicina regenerativa y entre ellas la bioimpresión 3D de tejidos y órganos. Incluso a nivel  cerebral,   órgano el cual presenta mucha plasticidad a la hora de mover los recuerdos y las funciones de control y cognitivas a otras partes del mismo[2].

 

Científicos de todo el mundo trabajan contrarreloj para encontrar solución a las patologías de las personas y alargar la vida y la calidad de la misma.  El envejecimiento y los procesos degenerativos tisulares que lo causan, no han sido comprendidos hasta la fecha en su totalidad. La necesidad de estudiar las células en entornos 3D similares a los que se encuentran en un organismo, es un factor clave para encontrar soluciones. La falta de regeneración tisular en los seres humanos, la deficiencia de trasplantes alogénicos y una mayor esperanza de vida media, hacen de la creación de tejidos funcionales en el laboratorio uno de los problemas más importantes de la humanidad en este momento.

 

Existe una nueva industria que intenta encontrar soluciones a estos problemas basándose en diferentes técnicas de ingeniería tisular.  Esta industria es la de la biofabricación de tejidos y órganos, siendo la bioimpresión 3D o bioprinting una de las disciplinas más prometedoras[3]. Estas tecnologías basadas en la fabricación aditiva están ganando cada vez más relevancia dentro de la investigación en medicina regenerativa y están llamadas a ser una revolución en el ámbito sanitario.

¿Y qué podemos hacer con la bioimpresión 3D? generar matrices tridimensionales o scaffolds cargados con células y con otras biomoléculas como pueden ser factores de crecimiento, citoquinas, exosomas u otros ingredientes que hagan que, tras el proceso de maduración correspondiente in vivo o en un biorreactor, las células puedan formar la matriz extracelular correspondiente y así generar un tejido funcional.

Las aplicaciones son innumerables, estos cultivos celulares tridimensionales nos ayudan a comprender mejor el comportamiento de las células , tejidos vivos funcionales que puedan ser usados para desarrollar fármacos, acelerando el proceso de descubrimiento y reduciendo el uso de animales en estudios preclínicos , y un poco más  a largo plazo tejidos y órganos que puedan ser implantados. Además la bioimpresión 3D posibilita la fabricación de fármacos multicomponente, con dinámicas de difusión customizadas y tiene también un gran potencial en la industria a de la alimentación.

En la actualidad nos enfrentamos a diferentes retos tecnológicos, hay grupos que intentan replicar totalmente con la fabricación la estructura de un tejido, otros como nosotros en REGEMAT 3D,  lo que  queremos es poner los ingredientes, aplicar estímulos y hacer que la naturaleza genere  la estructura, no nos olvidemos que las células son organismos vivos y que la naturaleza posee instrumentos para generar un organismo completo a partir de dos células,  por eso  nos enfocamos más en el desarrollo de procesos de fabricación que permitan usar diferentes materiales, estructuras y con una alta viabilidad celular

Te imaginas tener que ir a la clínica de medicina regenerativa para reemplazar partes de tu cuero como cuando vamos al taller a reparar el coche? ¿Ficción o realidad?

 

Gran parte de los recursos dedicados a investigación en este campo se están enfocando en entender las causas de envejecimiento, cuando sabemos que podemos solucionar muchos problemas simplemente reemplazando algo que no funciona y no es un requisito indispensable entender las causas. Hay que reenfocar la investigación y el desarrollo en este campo. Por otro lado, catalogar el envejecimiento como enfermedad puede ser clave para acelerar la investigación y el desarrollo de tratamientos. Este tema se ve como algo fundamental, pero genera bastante debate y controversia.

La Bioimpresión será sin duda una de las disciplinas protagonistas en el transhumanismo y en la revolución tecnológica aplicada al sector salud y un actor clave en conseguir que vivamos más y sobre todo con mejores capacidades físicas y cognitivas.  Los recursos que como sociedad dediquemos y cómo gestionemos este cambio, van a ser sin duda clave en el futuro de la humanidad.

 

Sobre el autor:

Jose Manuel Baena, PhD

@josbaema

https://www.linkedin.com/in/jmbaena

 

Ph.D. en biomedicina por la Universidad de Granada, ingeniero industrial por la Universidad Politécnica de Valencia, especializado en mecánica por la Universidad Técnica de Braunschweig, Alemania y MSc en motorsport engineering por la Oxford Brookes University de Reino Unido. Comenzó sus trabajos en el uso de la impresión 3D en el desarrollo de dispositivos sanitarios hace más de 13 años. En 2011 funda la empresa BRECA Health Care la cual ha implantado centenares de dispositivos médicos realizados por impresión 3D en diferentes países. En 2015 funda también REGEMAT3D (@Regemat3D) empresa referente en el campo de la biofabricación con presencia en más de 25 países. Compagina sus labores en la gestión de las empresas con su hobby, la ciencia y la investigación, siendo pionero en el desarrollo de tecnologías de bioimpresión 3D. Además participa en el canal educacional Bioingeniería de Youtube e Instagram (www.bioingenieria.es). Es también autor del libro sobre emprendedurismo tecnológico www.emprenderencarrera.com

[1] López-Otín C, Blasco MA, Partridge L, Serrano M, Kroemer G. The hallmarks of aging. Cell. 2013 Jun 6;153(6):1194-217. doi: 10.1016/j.cell.2013.05.039. PMID: 23746838; PMCID: PMC3836174.

[2] Replacing Aging. Jean Hébert.

 

[3] ¿Qué es la Bioimpresión 3D ? 🧫🧬🔬💙 Bioprinting explicado: https://youtu.be/AWdUJFGybd0

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Editorial

Editorial para el número 8 de la revista

Nota del comité editorial: Lamentamos la demora en la publicación de este número 8 de Peripatéticos debido al trabajo de todo nuestro equipo en la