Implantes de ovario impresos en 3D para el tratamiento de la infertilidad femenina son probados con éxito en ratones

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Científicos de la Universidad de Northwestern han creado implantes de ovario impresos en 3D que algún día podrían restaurar la función de la fertilidad y la hormona en mujeres que han sobrevivido al cáncer en la infancia o nacieron con una reducción de la función ovárica y sufren problemas de infertilidad como resultado.

Los investigadores probaron implantes de ovario bio-impresos en 3D en ratones, que habían tenido sus ovarios originales retirados, y encontraron que después del procedimiento, los ratones fueron capaces de ovular, dar a luz y amamantar. El trabajo es el primero de su clase para demostrar andamios impresos 3D bien definidos como un entorno artificial para apoyar la salud y el crecimiento del folículo.

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Los datos sugieren que hasta un 12% de todas las personas, hombres y mujeres, se ven afectados por la infertilidad. Si bien hay muchas causas posibles, la mayoría de los casos de infertilidad femenina se deben a la incapacidad de producir óvulos (ovocitos), una función que se produce en los ovarios.
En particular, la mujer que se han sometido a quimioterapia u otros tratamientos de radiación, o que nacieron con trastornos del desarrollo, pueden sufrir las “consecuencias adversas de toxicidad gonadal“, como resultado: la infertilidad, insuficiencia hormonal, e incluso la imposibilidad de pasar por la pubertad.
Los actuales tratamientos de infertilidad femenina en estos casos son bastante limitados. Por un lado, el autotrasplante de tejido ovárico conservado se puede utilizar para dar a los pacientes ciclico hormonal a corto plazo y el nacimiento en vivo, sin embargo, poseen una vida corta y pueden aumentar el riesgo de cáncer en el paciente.
De acuerdo con los investigadores de Northwestern, otra opción implica el uso de biomateriales, tales como hidrogeles, sin embargo los métodos existentes no permiten “un diseño avanzado para optimizar la función del trasplante.”
Por lo tanto, el equipo de endocrinólogos se volvió a la bioimpresión en 3D como herramienta de diseño flexible para la construcción de un edificio escalonado bajo demanda, para desarrollar un ovario artificial impreso en 3D para las opciones de salud y fertilidad hormonal a largo plazo.

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“Una de las mayores preocupaciones de los pacientes con diagnóstico de cáncer es cómo el tratamiento puede afectar a su fertilidad y salud hormonal”, dijo Monica M. Laronda, PhD, una investigadora post-doctoral en la Escuela de Medicina Feinberg de la Universidad Northwestern y autor principal del estudio. “Estamos desarrollando nuevas formas de restaurar su calidad de vida mediante el diseño de implantes bioprótesis de ovario”.

Usando un bioplotter EnvisionTEC 3D, los científicos cuidadosamente reunen los “andamios” impresos en 3D de un material de gelatina que puede soportar células productoras de hormonas (además de la producción de “huevos”, la función principal de los ovarios es producir las hormonas femeninas de estrógeno y progesterona).

Una consideración importante era asegurarse de que los “andamios” impresos en 3D eran lo suficientemente rígidos para ser manejados durante la cirugía, mientras se proporciona suficiente espacio para el crecimiento de los ovocitos, formación de vasos sanguíneos, y que la ovulación se produzca.

Una vez que la estructura de entrecruzamiento del andamio 3D fue montado, los científicos los sembraron con folículos ováricos – que es, la agregación celular donde el “huevo” y las hormonas se producen en realidad. Juntos, el “andamio” de gelatina impreso en 3D y los folículos ováricos crean una  ovario artificial bioprótesis.

Para probar estos ovarios, los científicos retiran los ovarios de ratones vivos e implantaron las versiones impresas en 3D. No sólo se encuentran con que los ratones fueron capaces de llevar a sus jóvenes a plazo, sino que los prótesis de ovarios también restauran sus ciclos hormonales naturales. Los investigadores informaron, además, que los folículos con dos o más “andamios” dieron como resultado una tasa de supervivencia del 82,8%, y que los folículos se mantuvieron viables dentro de los andamios de gelatina impresos en 3D por hasta ocho días.

Por último, la estructura del “andamio” impreso en 3D demostró la capacidad para apoyar el crecimiento de los vasos sanguíneos en ratones sin la necesidad de sustancias adicionales para estimular el proceso, un hallazgo que podría allanar el camino para los estudios de trasplante impreso en 3D de forma más general.

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“Hemos desarrollado este implante para aplicaciones humanas bajo-agua en mente, ya que está hecho a través de un método de impresión 3D escalable, utilizando un material ya utilizado en los seres humanos”, dijo Laronda. “Esperamos algún día restaurar la fertilidad y la función hormonal en las mujeres que sufren de los efectos secundarios de los tratamientos contra el cáncer o que han nacido con una reducción de la función ovárica.”
La investigación, titulada “Bioingeniería de un ovario artificial con impresión 3D”, se llevó a cabo por el Instituto Querrey Simpson de Nanotecnología de la Universidad Northwestern, y será presentado en la reunión anual de la Endocrine Society, ENDO 2016, que tiene lugar en Boston este fin de semana.
Los científicos también están investigando si la tecnología de impresión 3D puede ayudar a resolver la infertilidad masculina, al igual que con los Spermbots  impresos en 3D en una investigación en curso en Alemania.

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