La ciencia acaba de dar un paso que acerca la ficción a la realidad. Un equipo de la Universidad de California en Riverside ha logrado crear por primera vez un tejido cerebral completamente sintético, sin usar recubrimientos animales ni componentes biológicos ajenos. Esta plataforma, denominada BIPORES (Bijel‑Integrated PORous Engineered System), abre una nueva etapa en la investigación neurológica y en el desarrollo de fármacos.
La noticia ha saltado a los medios porque este tejido se construye a partir de un polímero químicamente neutro, el polietilenglicol (PEG). Gracias a un proceso que combina microtubos de vidrio, una mezcla de agua, etanol y PEG y un breve destello de luz, los investigadores obtienen un entramado poroso donde el oxígeno y los nutrientes circulan con facilidad. Después, emplean impresión 3D para superponer capas de estos filamentos hasta formar un bloque estable de tejido sintético. El resultado es un entorno en el que las células madre neuronales se adhieren, proliferan y generan conexiones activas, reproduciendo de forma fiel el comportamiento del cerebro humano en su fase temprana.
Más allá de los organoides tradicionales
Hasta ahora, los organoides cerebrales que se creaban en el laboratorio dependían de recubrimientos procedentes de animales que, además de introducir variaciones difíciles de controlar, limitaban su crecimiento y maduración. BIPORES prescinde de esas “muletas” biológicas y utiliza un material neutro que se ha reconfigurado en una red de poros interconectados. Al modificar la arquitectura del PEG, el equipo ha transformado un material al que normalmente las células “resbalan” en una matriz donde pueden adherirse y construir redes neuronales.
Tip técnico 1 – ¿Qué es un Bijel?
La sigla BIPORES hace referencia a las bijels o bicontinuous interfacially jammed emulsion gels. Se trata de geles en los que dos líquidos inmiscibles (como agua y aceite) forman una estructura continua separada por partículas que se quedan atrapadas en la interfaz. Al solidificar esa estructura mediante luz, se obtiene un entramado de poros con formas onduladas que recuerda a la complejidad de la materia gris. Estas superficies suaves y continuas son ideales para que las células se organicen y se conecten.
Gracias a este diseño, la estructura permite que el oxígeno y los nutrientes lleguen a todas las capas, algo que siempre ha sido el talón de Aquiles de los organoides. El equipo emplea un sistema microfluídico específico que, junto con la impresión 3D, crea un andamiaje capaz de sostener células humanas durante periodos prolongados de tiempo. El propio estudio remarca que la estabilidad del andamiaje permite realizar experimentación a largo plazo, fundamental para observar la maduración de las neuronas y su respuesta a diferentes fármacos.
Una plataforma con futuro
Por ahora el modelo apenas mide dos milímetros de diámetro, pero los investigadores ya trabajan en ampliarlo y en trasladar la técnica a otros órganos, como el hígado. Su visión a largo plazo es desarrollar una constelación de mini‑órganos interconectados que simulen la interacción entre sistemas corporales. Esto permitiría evaluar cómo un tratamiento para el cerebro afecta al hígado o viceversa, algo imposible de reproducir con precisión en modelos animales.
Tip técnico 2 – Cómo se fabrica BIPORES
Se prepara una mezcla líquida de PEG, etanol y agua que se comporta como un sistema de emulsión estable.
Esta mezcla se hace fluir por capilares de vidrio; al entrar en contacto con agua, los componentes empiezan a separarse.
Un destello de luz ultravioleta solidifica la estructura tal y como está en ese instante, dando lugar a una red esponjosa con microporos.
Con una bioprinting, se superponen fibras de este material para construir volúmenes más grandes.
Los poros permiten que oxígeno y nutrientes circulen libremente, asegurando que las células se mantengan vivas y organizadas.
Implicaciones para la ciencia y la industria
Este avance no sólo es impresionante desde el punto de vista ingenieril; también reduce la dependencia de animales para investigar enfermedades neurológicas, algo que la FDA está impulsando de forma activa. Al eliminar los recubrimientos animales mal definidos que se usan hoy en día, los resultados de las pruebas farmacológicas serán más reproducibles y específicos. La estabilidad de los tejidos permite examinar fases de maduración que hasta ahora eran inaccesibles y abre la puerta a modelar traumatismos craneoencefálicos, ictus o enfermedades neurodegenerativas.
Tip técnico 3 – Por qué importa la ausencia de recubrimientos biológicos
Los modelos cerebrales basados en animales utilizan proteínas como laminina o fibrina para que las neuronas se adhieran al soporte. Estos recubrimientos varían entre lotes, lo que hace difícil reproducir exactamente el entorno experimental. Al prescindir de ellos, BIPORES ofrece un sustrato controlado y libre de variables exógenas, mejorando la fiabilidad de los resultados.
¿Sueñan los replicantes con ovejas eléctricas?
El desarrollo de BIPORES plantea reflexiones profundas. ¿Qué ocurrirá cuando podamos cultivar redes neuronales maduras sin intervención animal? ¿Podremos algún día recrear un cerebro completo y funcional, con recuerdos y emociones? De momento, nos encontramos ante un modelo en fase inicial que replica características tempranas del cerebro humano, pero la trayectoria apunta hacia órganos en miniatura que interactúan entre sí.
En The Black Box Lab seguiremos de cerca esta línea de investigación porque nos recuerda que la frontera entre la biología y la tecnología se está difuminando rápidamente. Aunque todavía estamos lejos de los replicantes de Scott, cada avance nos obliga a reflexionar sobre la ética, la privacidad y el futuro de la inteligencia artificial. ¿Qué opinas tú?
Fuentes:
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