Un colorante alimentario amarillo ayuda a los investigadores a imprimir estructuras semejantes a las de nuestros órganos

La tartrazina, más conocida como el colorante alimentario FD&C Yellow 5, otorga un color tostado a alimentos como el caldo de pollo en polvo y al preparado para tortitas. Pero puede que algún día este compuesto llegue a ser clave para la impresión 3D de nuevos órganos. Un grupo de investigadores ha demostrado que pueden crear estructuras con redes de vasos sanguíneos y topologías similares a órganos utilizando hidrogeles biocompatibles cargados con tartrazina (Science 2019, DOI: 10.1126/science.aav9750).

Jordan S. Miller, de la Universidad Rice (Houston, EEUU), Kelly R. Stevens, de la Universidad de Washington (Seattle, EEUU), y sus colegas imprimieron estas estructuras utilizando una técnica establecida utilizada por la industria de microprocesadores, entre otras, llamada estereolitografía de proyección. La técnica consiste en polimerizar material usando luz azul, una capa delgada cada vez. Al ir de abajo hacia arriba, las capas se construyen para crear la estructura final.

Para hacer que la técnica funcione, los investigadores deben mantener la luz confinada en una sola capa, de modo que no penetre en capas que hayan sido colocadas anteriormente, lo que las polimerizaría de maneras alejadas al objetivo planeado. La industria de los microprocesadores evita dicha polimerización no deseada con aditivos que absorben la luz. El problema es que estos compuestos químicos son tóxicos, haciéndolos incompatibles con células vivas.

Miller dice que el equipo se dio cuenta de que podían hacer que la técnica funcionara en bioimpresión simplemente encontrando un absorbente de luz que fuera biocompatible. “La tartrazina fue en realidad la primera que probamos”, dice. “Literalmente, fui al supermercado y compré colorante alimentario”.

“Solamente absorbe la luz azul. Es tan simple como eso ,“, explica Stevens. “Todo lo que estás haciendo es absorber algo de esa luz para que no brille en todo el material”.

“Este trabajo es notablemente creativo y permite que podamos definir rápidamente las redes vasculares entrelazadas con una sofisticación geométrica sin precedentes”, opina Hayden Taylor, quien estudia la impresión 3D para hacer andamios biológicos en la Universidad de California en Berkeley (California, EEUU).

El equipo de Miller y Stevens usó la técnica para crear varias arquitecturas diferentes, incluyendo estructuras sembradas con células hepáticas, que también tienen redes que suministran nutrientes a las células. Descubrieron que tras implantar estas estructuras, que imitan las del hígado, en ratones con hígados dañados, las células se mantuvieron vivas y cumplieron una de sus funciones cruciales dos semanas después, cuando los investigadores eliminaron las estructuras.

Jennifer Lewis, experta en bioimpresión en la Universidad de Harvard (Massachusetts, EEUU), dice que el trabajo “representa un importante avance en la fabricación de tejidos humanos vascularizados”. Pero señala que todavía existen desafíos en esta estrategia, como el diseño de los múltiples tipos de células, densidades y redes microvasculares encontradas en los órganos humanos.

Miller y Stevens aseguran que están trabajando para afrontar esos desafíos, entre otros. Por ejemplo, les gustaría hacer estructuras de una décima parte del tamaño que actualmente manejan.

Miller acentúa el hecho de que el equipo está utilizando hardware y software de código abierto para generar sus impresoras. “Estamos muy emocionados de añadir nuestras ideas al mundo de código abierto y esperamos que otras personas puedan usarlas de nuevas maneras que ayuden a impulsar el campo”, dice.

Traducido al español por Greco González Miera para C&EN. La versión original (en inglés) de este artículo está disponible aquí.