Producen tejido muscular impreso en 3D a gravedad cero

La salud humana es el mayor problema de los viajes espaciales de larga duración: los investigadores han logrado imprimir tejido muscular complejo en gravedad cero. Esto permitirá probar fármacos y nuevos tratamientos para misiones espaciales en el futuro.

En un laboratorio móvil montado durante vuelos parabólicos, un equipo de investigadores de la ETH Zúrich, en Suiza, imprimió por primera vez tejido muscular complejo en condiciones de microgravedad, un avance que podría ser el primer paso para la fabricación de órganos modelo en el espacio, destinados a estudiar enfermedades y fármacos con potencial para afrontarlas. Vale recordar que las patologías y condiciones específicas que afectan la salud humana en gravedad cero marcan una de las principales limitaciones para las misiones espaciales de largo aliento.

El nuevo estudio, publicado en la revista Advanced Science, combina una plataforma de bioimpresión 3D llamada G-FLight con técnicas de bioresina, que permiten encapsular células durante el transporte y la impresión en ingravidez. De acuerdo a una nota de prensa, en la Tierra la gravedad hace que las propias células se deformen o se hundan antes que el material se solidifique, algo que dificulta reproducir la alineación de las fibras musculares y crear tejido.

Aprovechando breves momentos de ingravidez

En condiciones de microgravedad, en cambio, esas fuerzas desaparecen: gracias a esto, los investigadores lograron imprimir fibras musculares alineadas con precisión, un requisito crucial para que los modelos de órganos respondan como los tejidos reales y permitan estudiar con exactitud a las distintas patologías o evaluar la acción de los fármacos.

El sistema G-FLight emplea luz filamentada para solidificar rápidamente la bioresina cargada de células, durante las breves fases de ingravidez que se alcanzan en los vuelos parabólicos. Los experimentos se realizaron a bordo de aviones que repitieron 30 ciclos parabólicos: en apenas segundos, la impresora 3D produce los sustentos biológicos que luego se analizan en laboratorio.

Los informes muestran que los tejidos impresos en microgravedad presentan características celulares y un número de fibras musculares comparables a los impresos bajo gravedad terrestre. Además, el uso de gelatina metacrilada (GelMA) permitió encapsular células primarias y conservarlas para su impresión durante al menos una semana, a 4 °C o a temperaturas de criopreservación. Esa capacidad para almacenar y transportar bioresinas con células vivas es fundamental para misiones espaciales, donde el lugar y las condiciones de preparación in situ son generalmente limitados.

En condiciones reales

Como los músculos se atrofian en el espacio, disponer de modelos impresos en órbita permitiría estudiar con mayor grado de realismo estas consecuencias físicas en los astronautas, y probar terapias directamente en el entorno concreto. El avance es también una plataforma para ensayar fármacos y terapias en tejidos tridimensionales: a largo plazo, la técnica podría facilitar la producción de organoides y tejidos complejos a bordo de la Estación Espacial Internacional u otras plataformas orbitales, multiplicando las posibilidades de investigación biomédica en condiciones de microgravedad.

Sin embargo, para optimizar la técnica, garantizar la funcionalidad a largo plazo del tejido impreso y adaptar el proceso a células humanas se requieren nuevos desarrollos y enfoques, aún en etapa preliminar. Más allá de esto, el avance es clave en el camino por crear las condiciones necesarias para misiones especiales extendidas en el tiempo, que serán imprescindibles para lograr que la humanidad se transforme en una civilización interplanetaria e interestelar.