The BioFabrication Facility returns to the @Space_Station with upgrades! ✨

Scientists aim to use this facility to 3D print cardiac tissue and a knee meniscus. Advances in bioprinting could lead to high-quality tissue and whole organ manufacturing for patients back on Earth. pic.twitter.com/kPju2p6dP8

— ISS Research (@ISS_Research) February 27, 2023

“Este es un hito innovador con importantes implicaciones para la salud humana”, comentó el vicepresidente ejecutivo de Redwire, John Vellinger. “Demostrar la capacidad de imprimir con éxito tejidos complejos como este menisco es un gran paso adelante hacia el desarrollo de un proceso de fabricación en microgravedad repetible para una bioimpresión confiable a escala”, agregó.

El cartílago impreso se cultivó durante 14 días en la ISS y regresó a la Tierra a bordo de la misión SpaceX Crew-6 para su posterior análisis. En su obtención participaron astronautas de la NASA y de los Emiratos Árabes Unidos. En noviembre, Redwire enviará a la ISS materiales para un experimento de bioimpresión de tejido cardíaco.

La empresa empleó en la bioimpresión biotintas personalizadas hechas con células de mero (chernas) proporcionadas por la empresa biotecnológica Umami Meats, radicada en Singapur. La semana pasada, Steakholder, con sede en Israel, realizó un evento de degustación en sus instalaciones. El producto ofrece una alternativa para un sector de la población que se niega a comer carne por razones éticas o prácticas. Su obtención se realiza con una huella ambiental mucho menor que el cultivo tradicional y no involucra el daño a ningún animal.

“Estamos entusiasmados por trabajar con Umami Meats para desarrollar productos de pescado estructurados impresos en 3D que tengan el mismo gran sabor y textura que el pescado capturado tradicionalmente, sin dañar al medio ambiente”, comunicó a los medios Arik Kaufman, director ejecutivo de Steakholder Foods.

Por su parte, Mihir Pershad, director ejecutivo de Umami Meats, manifestó que estaban encantados de “haber producido el primer filete entero de pescado cultivado del mundo en asociación con Steakholder Foods”. También señaló que en esta primera degustación mostraron “un producto cultivado que se desmenuza, sabe y se derrite en la boca exactamente como debe hacerlo un pescado excelente”. Pershad declaró que en los próximos meses planes para llevar este “pescado cultivado de clase mundial al mercado”.

Según detallan los autores, los tratamientos utilizados actualmente para tratar lesiones medulares se basan en el trasplante de distintos tipos de células o biomateriales en la zona afectada. No obstante, en muchas ocasiones las células trasplantadas son rechazadas por el sistema inmunológico del paciente, o estas no llegan a formar una red funcional.

Esta limitación fue superada al imitar el desarrollo embrionario de las neuronas motoras de la médula espinal en un entorno dinámico impreso en 3D, lo que proporcionó a las células las señales adecuadas para formar de tejido regenerativo, disminuyendo así el riesgo de rechazo. Del mismo modo, fue necesario crear una red neural funcional en el tejido por injertarse, lo que aumentaría las posibilidades de una rápida y correcta integración al cuerpo receptor.

“Separamos las células grasas de otros materiales, como el colágeno y los azúcares, y reprogramamos las células mediante métodos de ingeniería genética para que pudieran convertirse en cualquier célula del cuerpo”, explicó Tal Dvir, coautor de la investigación, a ‘The Times of Israel’. “[Luego] colocamos las células en una sustancia durante 30 días e imitamos cómo se desarrolla una médula espinal en un embrión. Así se produce el tejido de microneuronas de la médula espinal, que trasplantamos a animales que llevan mucho tiempo paralizados”, agregó.

Tras imitar con éxito el desarrollo embrionario de la médula espinal y la red neuronal necesaria para crear implantes de tejidos funcionales, los investigadores pasaron a probar el potencial terapéutico del injerto en ratones con parálisis aguda y crónica. Los del primer grupo recuperaron la capacidad de caminar a los tres meses de haber recibido el implante.

Por su parte, 12 de los 15 roedores que presentaban parálisis crónica mostraron una mejoría significativa en su movilidad seis semanas después de que les fuera implantada la médula espinal artificial, lo que indica que el implante se había integrado con éxito en el cuerpo. En general, el 80% de los ratones del grupo de prueba recuperaron la capacidad de caminar, comentó.

Tras el éxito conseguido en las pruebas con ratones, los investigadores esperan realizar ensayos en humanos en los próximos años, por lo que ya han mantenido conversaciones con la Administración de Medicamentos y Alimentos de EE.UU. en relación con el inicio del programa preclínico del nuevo método, el cual podría resultar útil para tratar otros padecimientos y lesiones, como la enfermedad de Parkinson, traumatismos cerebrales, infartos cardiacos o la degeneración muscular, entre otros, inició ‘The Jerusalem Post’.

Las reparaciones pueden efectuarse a temperatura ambiente y el único requisito para que el proceso se lleve a cabo correctamente es la presencia de luz LED, que desencadena una reacción química y hace que las partes rotas se fusionen de nuevo, indica el estudio publicado este mes en la revista ‘Angewandte’. El llamado “polvo especial”, que es un tritiocarbonato originalmente elaborado por la Organización de Investigación Científica e Industrial del Commonwealth (Canberra, Australia), se obtiene mediante una reacción entre ácido sulfhídrico y disulfuro de carbono.

Actualmente, sin utilizar la tecnología innovadora, las reparaciones se consiguen solo al deshacer el producto final de la impresión y someter los elementos dañados a varias etapas de calentamiento. Además, se necesitan unas 24 horas para completar este proceso, frente a una hora si se utiliza el nuevo método. Aunque, de momento, la impresión 3D no produce mucho impacto medioambiental, todavía no se puede decir que este proceso (que requiere grandes cantidades de plástico y energía para el funcionamiento de las equipos, así como resulta en abundantes residuos) sea 100 % ecológico, explica Nathaniel Corrigan, uno de los investigadores. No obstante, con la nueva alternativa, es posible reparar artículos impresos más rápido y conservarlos en lugar de desecharlos.

“Se trata de un beneficio evidente para el medio ambiente, porque no hay que volver a sintetizar un material nuevo cada vez que se rompe”, detalla Corrigan. “Así aumentamos la vida útil de estos materiales, lo que reducirá la cantidad de residuos de plástico”, agrega. Entre los experimentos realizados, la reparación con luz LED de un violín impreso en 3D demostró la resistencia del nuevo plástico, al recuperarse por completo hasta volver a su estado original.

Los científicos creen que la comercialización de su proyecto será un éxito, debido a la sencillez y rapidez del proceso de restauración. La nueva tecnología podría tener varias aplicaciones en diferentes ámbitos que utilizan componentes avanzados a partir de materiales impresos en 3D, asegura otro de los autores del estudio, Cyrille Boyer. De tal manera, este plástico puede resultar útil en dispositivos electrónicos portátiles, sensores e incluso algunos tipos de fabricación de calzado.

Para crear el filete ‘de la nada’, los científicos aislaron células madre de vacas wagyu y luego las incubaron hasta convertirlas en células musculares, grasas y vasos sanguíneos. Con la ayuda de la tecnología de impresión 3D, esto se convirtió en una pila tridimensional que se asemejaba al filete real, con precisión incluso en su veteado, del que depende ―según los expertos― el buen sabor y la textura distintiva de la carne. “Un total de 72 fibras que comprenden 42 músculos, 28 tejidos adiposos y 2 capilares sanguíneos se construyeron mediante bioimpresión integrada de tendón-gel y se ensamblaron manualmente para fabricar carne similar a un filete”, detalla el estudio.

El producto resultante tenía un diámetro de 5 milímetros y una longitud de 10 milímetros, así como una apariencia idéntica a la de un filete tomado directamente de un wagyu. “Hemos desarrollado un método de impresión 3D que puede producir estructuras complejas hechas a medida, como fibras musculares, grasa y vasos sanguíneos”, señaló Dong-Hee Kang, autor principal del artículo, agregando que su trabajo “puede ayudar a marcar el comienzo de un futuro más sostenible con carne cultivada ampliamente disponible, que sea más similar a los productos existentes”, informó ‘Eurekalert!’.

El equipo de científicos explicó que un mayor desarrollo de esta tecnología permitiría a los consumidores tener más libertad de elección respecto a la cantidad deseada de grasa, sabor y parámetros de salud de la carne, que al ser cultivada puede modificarse en base a los deseos del comensal. En los últimos años, la carne cultivada ha ido adquiriendo una enorme relevancia, pues las técnicas de ganadería que se practican en la actualidad se consideran insostenibles desde la perspectivas ética, el cambio climático y crecimiento poblacional, reportó RT.

Cada misión estará conformada por cuatro voluntarios que permanecerán en un módulo marciano llamado Mars Dune Alpha de aproximadamente 158 metros cuadrados, impreso en 3D. El hábitat que simulará la estancia en Marte se construye en el Centro Espacial Johnson de Houston, en Texas. “Es fundamental para probar soluciones que satisfagan las complejas necesidades de vivir en la superficie marciana. Las simulaciones en la Tierra nos ayudarán a comprender y contrarrestar los desafíos físicos y mentales que enfrentarán los astronautas antes de partir”, explicó Grace Douglas, científica del departamento de Tecnología Avanzada de Alimentos de la NASA.

El entorno simulará los desafíos de una misión en el planeta rojo, incluidas las limitaciones de recursos, fallas en los equipos, demoras en las comunicaciones y otros factores estresantes. Las tareas de la tripulación pueden incluir ‘caminatas espaciales’, investigación científica, uso de realidad virtual, controles robóticos e intercambio de comunicaciones, explica la agencia. La convocatoria se abrió este vienes y los interesados podrán inscribirse hasta el 17 de septiembre. Sin embargo, la ‘NASA’ recuerda que las personas deben cumplir con una serie de requisitos para poder ser parte de este experimento, al tiempo que advierten de ciertos riesgos que a los que pueden estar sujetos los participantes, incluidas la pérdida de la privacidad, lesiones físicas o una ínfima probabilidad de muerte. De momento no se ha revelado la suma que recibirán los ganadores, reportó RT.

El nuevo método se basa en la estereolitografía o fabricación óptica con el uso de sustancias gelatinosas como hidrogeles con los que, entre otras cosas, suelen crear lentillas, pañales o andamios en la ingeniería de tejidos, también conocida como medicina regenerativa. Los científicos sostienen que su avance podría ayudar a salvar muchas vidas resolviendo el problema de la escasez de órganos de los donantes.

“Nuestro método permite la impresión rápida de modelos de hidrogel de tamaño centimétrico. Reduce significativamente la deformación de las piezas y las lesiones celulares causadas por la exposición prolongada a las tensiones circundantes que suelen darse en los métodos de impresión 3D convencionales”, indicó uno de los autores del estudio, Chi Zhou. Los investigadores creen que su método es especialmente útil para imprimir células con redes de vasos sanguíneos integradas, una tecnología naciente que se espera que llegue a ser clave en la producción de tejidos y órganos humanos impresos en 3D. Su estudio fue publicado a mediados de febrero en la revista ‘Advanced Healthcare’.

La residencia, de 130 metros cuadrados, se ubica en Riverhead (Nueva York) y cuenta con 3 dormitorios, 2 baños y garaje y por su aspecto exterior no se distingue de las casas comunes. La vivienda fue diseñada por la empresa de ingeniería H2M y fabricada por la compañía especializada en sistemas de construcción robótica autónomos SQ4D mediante su tecnología ARCS, que, según afirma el portal de venta, proporciona una construcción más fuerte y duradera que las casas construidas con hormigón. La residencia cuenta asimismo con una garantía de 50 años.

El anuncio sostiene que se trata de la primera casa del país hecha con tecnología 3D, sin embargo, varias empresas, como por ejemplo ‘Mighty Building’, ya comenzaron a vender viviendas 3D en septiembre del 2020. Para ver cómo es el proceso de construcción de una casa de este tipo, un video publicado por el bloguero Jarett Cross muestra la técnica de producción de la empresa SQ4D.

El hidrogel se polimerizó dentro del cuerpo y adoptó el relieve necesario bajo los efectos de la luz infrarroja que los científicos aplicaban por medio de un láser. A su vez, el polímero moldeó el cartílago a medida que se estructuraba en un tejido normal, el proceso duró aproximadamente un mes. El tratamiento no produjo ninguna inflamación significativa u otros efectos secundarios en los roedores, aseguran los investigadores. Y el problema que trataron de resolver es muy real y actual, porque uno de cada 2.000 a 10.000 bebés nace con una patología llamada microtia, la cual impide el desarrollo adecuado del pabellón auditivo.

El resultado de su trabajo recuerda el conocido ‘ratón de Vacanti’, fruto de un experimento estadounidense de los años 1990. En aquel entonces los fisiólogos hicieron crecer la oreja junto a un andamio de plástico previamente implantado en la espalda del roedor, algo que implicó intervenciones quirúrgicas antes y después de que el órgano estuviera moldeado, mientras que esta vez operar no ha sido necesario. Los autores del nuevo método de impresión tridimensional ‘in vivo’ esperan que resulte útil ante todo para confeccionar nuevas orejas a las personas con microtia o después de algún traumatismo. También podría servir para reparar el cartílago fracturado en la nariz, los codos y los dedos.

Los científicos imprimieron en 3D estructuras de coral y las usaron como incubadoras para el crecimiento de algas. Para crear las sofisticadas estructuras de los corales naturales, los investigadores utilizaron una técnica rápida de bioimpresión en 3D desarrollada originalmente para la bioimpresión de células hepáticas artificiales.

Los corales y las algas tienen una relación simbiótica, en la que el primero proporciona un huésped y el segundo suministra azúcares a través de la fotosíntesis, creando uno de los ecosistemas más diversos y beneficiosos de la Tierra. Las estructuras de coral artificial, hechas de materiales biocompatibles, fueron extremadamente eficientes en la redistribución de la luz, proporcionando esperanzas de crear arrecifes de coral artificiales para ayudar a mantener una estructura y un recurso natural vital, según la doctora Silvia Vignolini, quien dirigió el estudio.

La investigación del equipo permitirá a los conservacionistas y biólogos marinos comprender mejor la descomposición de los arrecifes de coral naturales y, con suerte, ayudará a cambiar el rumbo de la pérdida de arrecifes naturales. Los investigadores ahora tienen planes de fabricar esas algas en masa para cultivar los bioproductos en países en desarrollo y ya han fundado una compañía que se dedicará a ello.