Investigadores logran imprimir tejido muscular en microgravedad

La salud humana representa un desafío crítico en los viajes espaciales. Investigadores de ETH Zurich lograron imprimir tejido muscular complejo en condiciones de microgravedad, lo que facilitará la prueba de medicamentos para futuras misiones espaciales.

Durante su viaje al espacio, los cuerpos de los astronautas sufren un deterioro significativo en microgravedad. Para abordar este problema y proteger a los pioneros en el espacio, los investigadores buscan modelos de prueba realistas.

El equipo de investigación, liderado por Parth Chansoria, utilizó vuelos parabólicos para simular breves períodos de microgravedad y producir tejido muscular en condiciones óptimas. Este logro se acerca al objetivo a largo plazo de cultivar tejido humano en órbita para estudiar enfermedades y desarrollar nuevas terapias.

El estudio fue publicado en la revista Advanced Science.

¿Por qué fabricar en microgravedad?

La producción de estructuras biológicas finas, como el tejido muscular, representa un gran desafío bajo las condiciones gravitacionales normales de la Tierra. El objetivo es imprimir tejido que se asemeje exactamente a las estructuras naturales del cuerpo. Sin embargo, la gravedad interfiere en el proceso.

Para la impresión 3D, los investigadores utilizan una sustancia especial llamada bio-tinta, que consiste en un material portador mezclado con células vivas. El peso de la bio-tinta y las células incrustadas pueden causar que las estructuras colapsen o se deformen antes de que el material se endurezca. Además, las células pueden hundirse de manera desigual en la bio-tinta, lo que lleva a modelos menos realistas.

En condiciones de microgravedad, estas fuerzas disruptivas desaparecen. Sin el estrés estructural, los investigadores pueden producir fibras musculares alineadas exactamente como están en el cuerpo. Esta construcción precisa es crucial, ya que solo los modelos que reflejan con exactitud la estructura del cuerpo humano proporcionan resultados confiables al probar nuevos medicamentos o estudiar la progresión de enfermedades.

Un nuevo sistema independiente de la gravedad

Para lograr esto, los investigadores de ETH desarrollaron un nuevo sistema de biofabricación llamado G-FLight (Filamento de Luz Independiente de Gravedad). Este sistema permite la producción rápida de constructos musculares viables en cuestión de segundos.

Utilizando una formulación especial de bio-resina, el equipo realizó la impresión 3D durante las fases de ingravidez de 30 ciclos parabólicos. Los resultados mostraron que el tejido impreso en microgravedad tenía una viabilidad celular similar y un número comparable de fibras musculares en comparación con el tejido impreso bajo gravedad. Además, el proceso desarrollado permite el almacenamiento a largo plazo de las bio-resinas cargadas de células, lo que es ideal para futuras aplicaciones en el espacio.

Modelos de enfermedades más allá de la Tierra

La exitosa producción de constructos musculares en microgravedad representa un avance importante para la ingeniería de tejidos en investigación espacial y biomedicina. El objetivo es utilizar estas técnicas para producir organoides y tejidos humanos complejos a bordo de la Estación Espacial Internacional o futuras plataformas orbitales.

En el espacio, los investigadores pueden realizar investigaciones básicas gracias a estos "modelos de órganos": se utilizan para estudiar enfermedades como la distrofia muscular o la atrofia muscular causada por la ingravidez. Además, pueden ser utilizados para probar la efectividad de terapias en un sistema que refleja mejor la complejidad del cuerpo humano, ya que la impresión 3D en ingravidez permite alinear las fibras musculares con tal precisión y exactitud.

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