La organización celular intrincada es fundamental para el funcionamiento de cada órgano del cuerpo humano. Las células hepáticas, renales y sus respectivos tejidos de soporte deben ubicarse en posiciones precisas para que el órgano funcione correctamente. Reproducir esta organización celular se ha convertido en uno de los mayores desafíos de la bioimpresión, proceso en el cual los científicos utilizan células vivas como tinta para construir estructuras biológicas capa por capa.

El experimento realizado en la Estación Espacial Internacional sugiere que la microgravedad puede ayudar a superar parte de este problema fundamental. Auxilium Biotechnologies utilizó su bioimpresora orbital AMP-1 para manufacturar los tejidos, mientras que investigadores del Instituto Wake Forest para Medicina Regenerativa en Carolina del Norte suministraron células humanas de riñón e hígado junto con los diseños de tejidos.

"Bioimpresión exitosa de tejido hepático y renal vivo a bordo de la Estación Espacial Internacional marca un paso importante hacia adelante para la medicina regenerativa", afirmó Anthony Atala, director del Instituto Wake Forest para Medicina Regenerativa y uno de los investigadores principales del proyecto.

El desafío fundamental que motivó esta investigación radica en cómo la gravedad afecta la distribución celular. Cuando células y partículas microscópicas se mezclan en una bio-tinta, la gravedad causa que se desplacen y sedimenten con el tiempo. Este movimiento puede dejar algunas áreas abarrotadas de células mientras otras contienen muy pocas. El efecto es similar al de los arándanos que se hunden hacia el fondo de la masa de un muffin antes de hornearse. Sin embargo, en órganos vivos, diferentes tipos de células deben ocupar posiciones muy específicas. Si esas células se distribuyen de manera desigual o terminan en ubicaciones incorrectas, el tejido puede no funcionar como se pretende.

Los investigadores de Auxilium encontraron inicialmente este desafío mientras desarrollaban implantes de reparación de nervios, versiones de los cuales ya están siendo sometidas a ensayos clínicos. La empresa quería que las partículas que contienen medicamentos permanecieran distribuidas uniformemente en los implantes para que los nervios en cicatrización recibieran un suministro consistente de compuestos regenerativos. Dado que esas partículas tendían a sedimentarse bajo la gravedad terrestre, la empresa comenzó a explorar si la microgravedad podría ofrecer mejor control sobre su colocación.

Para reducir los efectos del asentamiento impulsado por la gravedad, Auxilium envió su bioimpresora orbital AMP-1 a la Estación Espacial Internacional en 2024. La misión más reciente expandió ese esfuerzo desde implantes médicos hacia la manufactura de tejidos.

Durante la misión, la bioimpresora AMP-1 de Auxilium manufacturó tejidos de riñón, hígado y cartílago a bordo de la Estación Espacial Internacional utilizando bio-tintas especializadas que contenían células vivas. "Por primera vez, bioimprimimos exitosamente tejidos de riñón e hígado en el espacio, demostrando que productos biológicos complejos pueden ser manufacturados en órbita", afirmó Jacob Koffler, director ejecutivo de Auxilium.

Los ingenieros monitorearon la impresora desde la Tierra a través de cámaras a bordo y pudieron cargar nuevas instrucciones siempre que fue necesario, permitiéndoles modificar las operaciones de impresión durante la misión. La empresa también describió la misión como la primera demostración de una plataforma de biomanufactura multi-producto escalable en órbita.

A diferencia de muchas demostraciones anteriores de manufactura en el espacio que se enfocaban en un único producto o experimento de prueba de concepto, esta misión demostró que una plataforma autónoma podría producir múltiples tipos de tejidos e implantes médicos implantables durante el mismo ciclo operacional. "También produjimos tejido de cartílago e implantes de reparación de nervios durante la misma misión utilizando la misma plataforma de manufactura", agregó Koffler.

Según reportes, durante la misión se produjeron 28 implantes de reparación de nervios además de los tejidos de riñón, hígado y cartílago. Los tejidos e implantes retornaron a la Tierra a bordo de la Misión AXLM-3, que voló en la misión SpaceX CRS-34 de la NASA. La nave espacial amerizó frente a la costa de California el 17 de junio de 2026.

Los científicos ahora están analizando las muestras retornadas para comprender mejor cómo la microgravedad influyó en la calidad del tejido y la organización celular. Sin embargo, a pesar del hito alcanzado, los científicos aún están lejos de poder imprimir órganos de reemplazo completamente funcionales en órbita. Las estructuras producidas durante la misión fueron tejidos experimentales en lugar de órganos completos adecuados para trasplante.

Por ahora, el logro debe verse como un paso temprano en lugar de un avance médico revolucionario. Cualquier uso futuro de tejidos manufacturados en el espacio en pacientes permanece años en el futuro, y los investigadores aún necesitan demostrar ventajas claras sobre los métodos de producción basados en la Tierra.

Sin embargo, los resultados ofrecen evidencia convincente de que remover la gravedad del proceso de manufactura puede ayudar a resolver el problema de mantener las células exactamente donde se supone que deben estar. "La distribución celular uniforme lograda a bordo de la estación espacial apunta a posibilidades reales para manufacturar dispositivos médicos y tejidos en el espacio", afirmó Anthony Atala, director del Instituto Wake Forest para Medicina Regenerativa.

Este avance representa un cambio paradigmático en cómo los científicos abordan los desafíos de la medicina regenerativa. La capacidad de controlar con precisión la distribución celular en microgravedad abre nuevas posibilidades no solo para la creación de tejidos, sino también para la investigación de enfermedades y pruebas de medicamentos. Aunque los órganos trasplantables siguen siendo un objetivo distante, este experimento demuestra que el espacio puede ser un laboratorio único para resolver problemas biológicos que han resultado intratables en la Tierra.