Creación de piel humana sin pelo con una impresora 3D

Creación de piel humana sin pelo con una impresora 3D

Una bata verde hasta las rodillas, media cabeza cubierta con un gorro y los pies tapados con unas calzas. Todo estéril. Estamos a punto de entrar en el laboratorio de bioingeniería de la Universidad Carlos III, a las afueras de Madrid, aislado completamente del resto del mundo, donde la palabra ficción no cabe. «Ver, pero no tocar», insiste el jefe. Un descuido podría contaminar las células humanas con las que el biólogo molecular José Luis Jorcano y su equipo de bioingenieros están haciendo realidad lo que hasta ayer se antojaba una quimera. 

Están fabricando piel humana ¡con una impresora 3D! El órgano más grande (2m2), pesado (3-4 kg) y visible del cuerpo. Podría ser el sueño de cualquier bombero. O el de un soldado. O de un motero que espera un trasplante tras perder su piel en un accidente. 

«Al menos la esperanza será mayor», asiente sin triunfalismos Jorcano, quien hace tres años, junto con el jefe de cirugía experimental del Hospital Gregorio Marañón de Madrid, Francisco del Cañizo, uno de los padres del primer corazón artificial español, ideó un plan para fabricar piel humana mediante una impresora que hace reproducciones de la piel. 

«Es sólo el comienzo de algo revolucionario», augura el investigador. Y también un hito, como ha destacado la revista científica Biofabrication, en cuyas páginas Jorcano ha demostrado, por primera vez, que a través de las nuevas técnicas de impresión en tres dimensiones se puede producir esa coraza humana. 

Los bioingenieros José Luis Jorcano (dcha.) y Francisco del Cañizo. REDA SLAFTI

Y sin riesgo de rechazo, otras de sus ventajas, ya que se utilizan las células del propio paciente para fabricarla. «Esta piel puede ser trasplantada sin miedo a que le organismo reaccione como lo haría frente a un cuerpo extraño». O ser utilizada para probar medicamentos, cosméticos u otros productos químicos, una ventaja añadida que haría innecesario el uso de animales, un uso prohibido en cada vez más países. 

El proceso, aunque delicado y complejo, resulta fácil de comprender. En lugar de cartuchos de tinta como en las impresoras normales, esta impresora de piel utiliza lo que se llaman biotintas, que contienen un «cóctel biológico» de células, proteínas y factores de crecimiento. Son, para entendernos, los ladrillos con los que se construye la piel. Este cóctel se reparte por cuatro cilindros de colores, como jeringuillas gruesas, que van situados en el frontal de la máquina. Recuerdan a los expendedores de bebidas de un bar. 

Cada jeringuilla corresponde a una biotinta. La de color azul contiene células de la epidermis, la capa externa de la piel; la naranja incluye células de la dermis, la capa intermedia; la amarilla, plasma humano y, por último, la verde, contiene nutrientes como proteínas, calcio, factores de crecimiento... que mantienen las células vivas. 

La combinación exacta de todo este material es lo que utiliza la máquina para imprimir en 3D (largo, ancho y espesor) la piel humana. Un programa informático se encargará de dar las órdenes específicas a la impresora. El resultado es una masa espesa, de apariencia y textura gelatinosas, es decir, una réplica de la estructura natural de la piel humana con una capa externa (epidermis), su extracto córneo para protegerla del ambiente exterior y una capa más profunda y mucho más gruesa compuesta por fibroblastos que producen el colágeno que da elasticidad y resistencia a la piel. 

«Se podrán fabricar todos los metros que sean necesarios, día y noche, porque otra de las ventajas es que la impresora no se cansa nunca», señala de manera gráfica el bioingeniero Jorcano. 

La magnitud de los números apabulla. Para obtener un metro cuadrado de piel (la mitad de la que cubre un cuerpo humano) son necesarias 250.000.000 de células. El proceso empieza con un trocito de piel del tamaño de un sello, que se obtiene con una biopsia del donante/paciente. Se extraen sus células, unas 10.000, y se cultivan en laboratorio hasta conseguir que se multipliquen y alcancen al menos las 250.000.000, el número necesario para poder fabricar un metro cuadrado de piel. El doble -500 y 600 millones- para poder cubrir el cuerpo entero. El proceso dura dos o tres semanas. 

«Desde el punto de vista terapéutico, el problema está en los grandes quemados, donde los pacientes pierden mucho líquido», así que proteger esa superficie quemada supondría un avance muy importante, subraya el doctor Juan Francisco Cañizo, profesor de la Universidad Complutense de Madrid y jefe de cirugía experimental del Hospital Gregorio Marañón, donde se ha diseñado todo el hardware de esta impresora 3D, en la actualidad en el laboratorio de bioingeniería de la Universidad Carlos III donde se están realizando las últimas pruebas con la máquina y testando la piel. 

El siguiente paso será más largo. Después de conseguir piel la idea que acarician los científicos va encaminada al desarrollo de vasos sanguíneos y nervios, el pack completo de una piel cien por cien humana. Una piel con pelo. «La que producimos ahora no lo tiene. Y queremos conseguir que el vello y el pelo crezcan en esta piel. Pero ésa es otra historia...», se muestra prudente Jorcano. 

«Creemos que seremos capaces, a corto plazo, de producir piel con moléculas importantes como el ácido hialurónico, con diferentes tipos de colágenos y elastina», que le darán una resistencia todavía mayor». El uso clínico, sin embargo, no es el único; existe otro, el de testeo de productos cosméticos, químicos y medicamentos que mueve al año 20.000 millones de dólares en el mundo. «Y nuestra piel -asegura el científico- es ideal para esto ya que podemos producir en varios tipos de piel según las necesidades». 

Los bioingenieros Gonzalo de Aranda y Andrés Montero colocan un par de muestras sobre unos recipientes planos de cristal (placas Petri). Estiran la piel, la levantan, la colocan sobre una de sus manos cubiertas con guantes. Se ve que es elástica, que no se rompe ni se deforma. 

El siguiente paso sería curtirla (como una oblea finísima) en una especie de incubadora calentada a 37 grados centígrados. Piel nueva, creada por una impresora 3D, que podría cubrir un cuerpo. El reto será el de reducir los costes de la producción de la piel para trasplantes, todavía demasiado caro. 

Un equipo de investigadores de la Universidad Carlos III, del Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas, del Hospital Universitario Gregorio Marañón (Madrid), junto con la firma BioDan Group, han sido los encargados de desarrollar este prototipo de bioimpresora 3D capaz de crear una piel humana completamente funcional. 

El siguiente paso será el de producir apósitos de piel humana congelables para usar en las unidades de urgencia en quemaduras o heridas profundas, que podrían estar en el mercado en 2019.