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Científicos crean tejido pulmonar vivo impreso en 3D
Último revisado: 27.07.2025
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Investigadores de la UBC Okanagan han desarrollado un modelo bioimpreso en 3D que imita de cerca la complejidad del tejido pulmonar natural, una innovación que podría transformar la forma en que los científicos estudian las enfermedades pulmonares y desarrollan nuevos tratamientos.
El profesor asociado Dr. Emmanuel Osei, de la Facultad de Ciencias Irving K. Barber, dice que el modelo produce tejido que se asemeja mucho a la complejidad del pulmón humano, lo que podría mejorar las pruebas de enfermedades respiratorias y el desarrollo de fármacos.
"Para poder llevar a cabo nuestra investigación y las pruebas que necesitamos hacer, donde estudiamos los mecanismos de enfermedades pulmonares complejas para, en última instancia, encontrar nuevos objetivos farmacológicos, necesitamos poder crear modelos que sean comparables al tejido humano", afirma.
El equipo de investigadores utilizó una biotinta hecha de gelatina modificada con polímero fotosensible y un polímero llamado diacrilato de polietilenglicol para imprimir en 3D un hidrogel que contiene múltiples tipos de células y canales para recrear la estructura vascular de las vías respiratorias humanas.
Una vez impreso, el hidrogel se comporta de manera muy similar a la compleja estructura mecánica del tejido pulmonar, mejorando la forma en que estudiamos cómo responden las células a los estímulos.
“Nuestro objetivo era crear un modelo in vitro de las vías respiratorias humanas con mayor relevancia fisiológica”, afirma el Dr. Osei, quien también colabora con el Centro de Innovación en Cardiología y Pulmonar de la UBC. “Al integrar componentes vasculares, podemos modelar mejor el entorno pulmonar, lo cual es crucial para el estudio de enfermedades y el ensayo de fármacos”.
El Dr. Osei explicó que cuando a una persona se le diagnostica cáncer de pulmón, un cirujano, con el consentimiento del paciente, puede extirpar el área afectada junto con algo de tejido pulmonar normal y donar estas muestras a los investigadores.
“Sin embargo, un investigador no tiene control sobre la cantidad de tejido que recibe”, explica. “A veces, puede ser solo un pequeño fragmento de tejido que se lleva al laboratorio y se trata con diversos productos químicos para su análisis. Ahora, con la bioimpresión 3D, podemos aislar células de estos tejidos de donantes y, potencialmente, recrear tejido adicional y muestras de prueba para realizar investigaciones en nuestros laboratorios sin depender de nuevas muestras de donantes”.
Muchas enfermedades pulmonares son actualmente incurables, como la enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC), el asma, la fibrosis pulmonar idiopática y el cáncer, afirmó el Dr. Osei. La capacidad de crear modelos para realizar pruebas representa un avance significativo en la investigación de enfermedades respiratorias y el desarrollo de fármacos.
El estudio, publicado en la revista Biotechnology and Bioengineering en colaboración con Mitacs y apoyado por Providence Health Care, es un paso hacia la comprensión de aspectos de la enfermedad pulmonar como la cicatrización y la inflamación y puede conducir a futuras curas para una variedad de enfermedades.
El artículo describe pruebas que incluyen la exposición de un modelo 3D bioimpreso al extracto de humo de cigarrillo, lo que permitió a los investigadores observar un aumento en las citocinas proinflamatorias, marcadores de la respuesta inflamatoria del tejido pulmonar a la nicotina.
“El hecho de que pudiéramos crear este modelo y luego usar desencadenantes específicos, como el humo del cigarrillo, para demostrar cómo el modelo responde e imita aspectos de la enfermedad pulmonar es un avance significativo en la comprensión de los mecanismos complejos de la enfermedad pulmonar y nos ayudará a entender cómo tratarlas”, dice el Dr. Osei.
Nuestro modelo es complejo, pero gracias a la reproducibilidad y la naturaleza óptima de la bioimpresión, se puede adaptar añadiendo tipos de células adicionales o células derivadas de pacientes específicos, lo que lo convierte en una herramienta poderosa para la medicina personalizada y el modelado de enfermedades.
El Dr. Osei señala que continuar con este trabajo coloca a su equipo de investigación en una posición única para colaborar con colegas de organizaciones como el Clúster de Excelencia en Investigación de Eminencia en Inmunobiología de la UBC, empresas de biotecnología y cualquier persona interesada en desarrollar modelos bioartificiales.