Desarrollan un módulo que reemplaza la actividad del hígado

INFOUNIVERSIDADES/DICYT nvestigadores de la Universidad Nacional de Quilmes (UNQ) trabajan en el diseño de un módulo que serviría para reemplazar el funcionamiento del hígado, a partir de la aplicación de bioprocesos. El desarrollo es el resultado de una línea de investigación que sigue Mariano Grasselli, en el marco el programa de investigación Materiales poliméricos biofuncionales, dirigido por Silvia Alonso, con la codirección de Grasselli. El módulo diseñado, que serviría como hígado artificial extracorpóreo, podría ayudar a pacientes que esperan un trasplante del órgano. Es un mini reactor de membranas que hace que pasen determinados metabolitos desde la sangre hacia las células, que una vez que lo procesan lo vuelven a la sangre.

“Hay otros desarrollos que usan los filtros de hemodiálisis, pero no son adecuados porque funcionan en un solo sentido. En cambio, este módulo está pensado para realizar un trabajo de ida y vuelta, es decir, que exista un real intercambio entre las células porcinas que se utilizan y la sangre humana”, explicó Grasselli.

El trabajo que realizan los llevó a medir a qué velocidad pasan las proteínas, la glucosa, y otros metabolitos a través de las membranas, la cantidad de células que se necesitan y con qué velocidad metabolizan. Luego de las mediciones, llegó la etapa de investigación del desarrollo de membranas especiales. “Usamos unas membranas que tienen poros grandes y las rellenamos con hidrogeles especiales para que permitan pasar ciertas proteínas y otras no”, explicó Grasselli. Con esas investigaciones se armó un primer módulo que rediseñaron al darse cuenta que las células morirían, porque el oxígeno que podía pasar a través de la sangre era demasiado poco para la cantidad de células a utilizar. “Hicimos pruebas con soluciones de proteínas simulando sangre. Por un lado, tuvimos que medir la transferencia de oxígeno. Y ahora estamos en el diseño de un nuevo módulo que contiene fibras por las que van a pasar sangre, y otras por las que va a pasar aire para la oxigenación”, señaló el investigador.

Así, el módulo se hizo más complejo. No sólo permite entrar y salir sangre, sino que también habilita la entrada y salida de aire por determinadas fibras. Esto será posible a través de dos circuitos independientes, diseñados para evitar la muerte celular por falta de oxígeno. El cartucho diseñado es biológico y sintético a la vez, es decir, tiene células y es un módulo de membranas plásticas.

El cartucho haría, por unas horas, el trabajo del hígado en pacientes que están esperando un trasplante. No sustituiría al órgano, sino que contribuiría a mantener al paciente con vida. Otra de las aplicaciones posibles sería para casos de pacientes con hígados enfermos, porque con el uso del módulo externo se podría ayudar al órgano quitándole trabajo. “Ante una intoxicación, por ejemplo, el hígado está atorado de trabajo. Por su capacidad de regeneración, si pudiéramos sacarle trabajo, es probable que se pueda recuperar”, explicó Grasselli.

Equipo de trabajo

Los investigadores trabajan en conjunto con especialistas del Instituto de Investigación del Hospital Italiano. Las células se extraen de hígados de cerdos que se operan en el hospital. Los hígados se mantienen vivos, luego son disgregados y colocados en medios de cultivo para que las células se reagrupen. “De allí se forman microtejidos que, en realidad, son mini hígados de tamaño milimétrico. Eso se cosecha y se coloca en el módulo”, explicó el investigador. El desarrollo de la parte biológica (celular) se realiza en el Hospital Italiano, y en la UNQ se desarrollan los bioprocesos aplicados para resolver el funcionamiento del mini reactor. “Eso implica estudiar la transferencia de materia, las velocidades, el funcionamiento y realizar el diseño para darle la forma adecuada para que funcione”, aclara Grasselli.

El trabajo de investigación lleva cuatro años. Surgió tras haber detectado la necesidad de construir el módulo adecuado, a partir de la experiencia de un grupo del Hospital Italiano, con trayectoria en el cultivo de células y trasplantes hepáticos. Superar las deficiencias que tienen otros desarrollos, a partir del empleo de bioprocesos, que lograría un módulo funcional de aplicación en el campo de la medicina, es el gran desafío que tienen por delante los investigadores, que esperan probarlo en un futuro próximo.