Ingeniería biomédica: riñones bioartificiales

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Imagen: Esquema teórico de riñón bioartificial implantable, utilizando vasos iliacos para el aporte de sangre y con drenaje de ultrafiltrado hacia la vejiga. (Tomado de Fissell WH, Roy S, Davenport A. Achieving more frequent and longer dialysis for the majority: wearable dialysis and implantable artificial kidney devices. Kidney Int. 2013;84:256-264.)

Hoy abordamos una de las propuestas más ambiciosas en lo que respecta a ingeniería biomédica y  nefrología: los riñones artificiales. Y para documentar esta línea de implantables en el organismo hemos tomado como referencia uno de los títulos clave de la especialidad: Brenner y Rector. El riñón. En su nueva edición -undécima- esta obra sigue siendo considerada como la más prestigiosa a nivel mundial en Nefrología. Se presenta en dos volúmenes y proporciona información experta y bien ilustrada sobre todos los aspectos de la Nefrología. Gracias a su amplia cobertura de los temas más actuales, como los nuevos tratamientos para el síndrome cardiorrenal, la creciente importancia de los tratamientos de soporte o paliativos en la enfermedad renal crónica avanzada, el incremento de las donaciones de riñón en vida y los últimos descubrimientos en células madre y regeneración renal, esta edición revisada y actualizada prepara al profesional para abordar cualquier trastorno.

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Riñones bioartificiales

La ingeniería biomédica o bioingeniería es la creación de tejidos y órganos artificiales. Se incluyen en este campo, por ejemplo, la combinación de materiales naturales y sintéticos para la creación de un andamiaje modelado sobre el cual se disponen las células en capas, según un orden específico. La bioingeniería suele llevarse a cabo fuera del cuerpo, en una placa de laboratorio o en un microchip de silicio. Actualmente se encuentran en desarrollo estrategias para generar dispositivos artificiales con funciones similares a las renales.

Una ambiciosa propuesta consiste en la construcción de riñones bioartificiales implantables en el cuerpo (imagen). Este tipo de dispositivo podría utilizar membranas de hemofiltración especializadas, que han sido optimizadas para simular diafragmas de hendidura glomerular. El filtrado que sale de estas membranas pasaría por un biorreactor que se mantendría
dentro del cuerpo. Los principales retos técnicos y conceptuales de este método son:

1, mantener vivas las células dentro el dispositivo, protegidas del sistema inmunitario del paciente y en una conformación tubular intacta que sostenga la función;

2, alcanzar una potencia de bombeo apropiada y un abastecimiento de agua suficiente, dado que la diálisis extracorpórea puede utilizar hasta 200 litros de agua a lo largo de 4 horas, mientras que en el riñón bioartificial implantado el agua quedaría restringida a la que puede suministrarse con la bebida

3, diseñar un dispositivo de tipo nefrona de complejidad y organización suficientes para unas funciones de secreción, reabsorción y concentración debidamente equilibradas, dando lugar a hemofiltrados de composición y volumen adecuados.

La superación de estos retos podría dar lugar a una forma de sustitución renal radicalmente distinta de las terapias convencionales.

Referencia: Capítulo 85: 'Células madre, regeneración renal y terapia génica y celular en nefrología'. Páginas 2.668-2.670. Brenner y Rector. El riñon, 11ª ed.

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