¡Querida, construí una medusa!

Por Martín Bonfil Olivera
Dirección General de Divulgación de la Ciencia, UNAM
Publicado en Milenio Diario, 25 de julio de 2012

Había una vez un bioingeniero llamado Kevin Kit Parker que quería construir un corazón. No por ambición superflua, sino porque deseaba poder reparar corazones dañados, o sustituirlos por otros diseñados a la medida. Visitando un acuario, vio el grácil nado de una medusa y de pronto pensó: “¡creo que puedo construir eso!”.

Gracias al cultivo de tejidos se habían logrado ya varios avances importantes en la sustitución de órganos: en 2006 Anthony Atala y su equipo, en Carolina del Norte, habían desarrollado vejigas artificiales, cultivadas a partir de células de pacientes sobre moldes biodegradables (la vejiga es un órgano morfológicamente muy sencillo, básicamente un globo), que pudieron trasplantarse para corregir malformaciones congénitas. En 2007 Atala logró generar penes artificiales de conejo para reemplazar a los naturales, y que pudieron funcionar para el coito y la fecundación. Y en 2010 otro equipo, dirigido por Laura Nicklason, en la Universidad de Yale, generó tejido pulmonar que pudo funcionar por unas horas en ratas para sustituir a los pulmones. También, en 2008, investigadores de la Universidad de Minnesota fabricaron un corazón a partir de células en cultivo de rata usando como molde el armazón fibroso de un corazón natural.

Pero la biomimética, campo de estudio de Parker, no busca necesariamente producir órganos idénticos a los biológicos, sino imitarlos usando una combinación de ingeniería, materiales artificiales y tejidos vivos. En 2007 Parker, que trabaja en la Universidad de Harvard, había logrado cultivar capas de células de corazón de rata sobre láminas delgadas de un plástico flexible, que al contraerse lo enrollaban.

Hacer una medusa no es ocioso: puede ser buena práctica para luego construir un corazón: ambos tienen tejido muscular que se contrae sincronizadamente. Colaborando con otros bioingenieros del Tecnológico de California (CalTech), Parker puso manos a la obra. Tomaron como modelo las larvas –llamadas éfiras– de una medusa simple (Aurelia aurita), que tiene ocho brazos formados por una matriz flexible sobre la que crece una capa de músculo, y estudiaron con detalle su anatomía y fisiología. Las señales nerviosas que viajan como una ola desde el centro –junto con unos “marcapasos” en cada brazo– hacen que los brazos se contraigan simétricamente, lo que produce el “latido” rítmico de la medusa, que la empuja hacia delante (y que impulsa también el agua al interior de la boca del animalito).

Luego construyeron una lámina de un silicón elástico (polidimetilsiloxano) en forma de flor con ocho pétalos y la recubrieron con la proteína fibronectina, para adherir células cultivadas de corazón de rata a la parte interior de la estructura.

La células crecieron hasta formar una capa uniforme con fibras musculares muy similares a las que presentan las medusas. Cuando éste “medusoide” de unos cuantos milímetros de diámetro (tamaño similar a las medusas bebé) estuvo listo, lo probaron en un tanque de agua. Haciendo pasar una corriente eléctrica a través del tanque, el medusoide se contraía en forma idéntica a una medusa. Al relajarse el músculo, el silicón recuperaba su forma original. En el video que acompaña su artículo –publicado el 22 de julio en la revista Nature Biotechnology– puede verse su sorprendente nado.

¡La ingeniería inversa de Parker le permitió, en sus propias palabras, “desarmar una rata y volverla a armar en forma de medusa”! Como demostración del concepto fue un éxito: ahora tratarán de hacer un medusoide con células de corazón humanas, en el camino a intentar construir un corazón biomimético. Mientras tanto, piensan hacer medusoides que puedan dirigir su nado hacia la luz, y quizá intentar un “pulpoide”. El medusoide podrá servir también para probar fármacos para el corazón y medir su efecto en la capacidad de contracción del tejido muscular.

No sé a usted, pero a mí los avances científico-técnicos como éste me llenan siempre de un asombro gozoso. Ya veremos qué nos presentan en unos años.

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