Unos investigadores han utilizado una novedosa técnica para imprimir en 3D tejido cerebral cuyas células se convirtieron en neuronas funcionales que se comunicaban entre sí en cuestión de semanas. Afirman que el método podría utilizarse para estudiar cerebros sanos y enfermos, probar fármacos o simplemente observar cómo se desarrolla el cerebro.

Crear un órgano lo más parecido posible al real es esencial para investigar la patología de las enfermedades y probar nuevos fármacos. El cerebro presenta retos particulares, como el hecho de que las neuronas cultivadas en el laboratorio tienen que formar conexiones funcionales, y el tejido cerebral necesita sostener una arquitectura compleja pero delicada.

Investigadores de la Universidad de Wisconsin-Madison (UW-Madison) han logrado imprimir en 3D tejido cerebral que crece y funciona como un cerebro normal.

«Este podría ser un modelo muy poderoso para ayudarnos a entender cómo se comunican las células cerebrales y partes del cerebro en los seres humanos», dijo Su-Chun Zhang, autor correspondiente del estudio. «Podría cambiar nuestra forma de ver la biología de las células madre, la neurociencia y la patogénesis de muchos trastornos neurológicos y psiquiátricos».

El objetivo de los investigadores era construir un tejido neuronal estratificado en el que las células progenitoras neuronales (CPN) maduraran y formaran conexiones (sinapsis) dentro de las capas y entre ellas, manteniendo la estructura. Eligieron un hidrogel de fibrina compuesto principalmente de fibrinógeno y trombina como «biotinta», o biomaterial utilizado para la impresión de tejidos, porque es biocompatible con las células neuronales. Tanto el fibrinógeno como la trombina intervienen en la coagulación de la sangre.

La alta viscosidad del gel de fibrina dificultaba la impresión, por lo que los investigadores lo mezclaron con un hidrogel de ácido hialurónico, y observaron que un elevado número de CNP colocadas en la mezcla sobrevivían y maduraban. La adición de otro hidrógeno hizo que su biotinta fuera más blanda que las utilizadas anteriormente.

En lugar de utilizar el método tradicional de impresión 3D de capas apiladas verticalmente, que requiere una biotinta rígida impresa en capas gruesas, los investigadores crearon un tejido con patrones imprimiendo una fina capa o banda de gel infundido con células junto a otra horizontalmente. Para evitar que se mezclaran las bandas impresas, se utilizó trombina como agente reticulante inmediatamente después de depositar la mezcla.

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