Se pretende pasar del testeo de fármacos en cultivos celulares en placa de petri al testeo sobre tejidos de células humanas cultivadas

Gracias a la bioimpresión 3D, una fusión entre la ingeniería de tejidos y la fabricación aditiva, aplicada a la medicina regenerativa, se pretende pasar del testeo de fármacos en cultivos celulares en placa de petri al testeo sobre tejidos de células humanas cultivadas en estructuras complejas (matrices 3D) bioimpresas con materiales biocompatibles en condiciones in vitro.

El testado en condiciones’in vitro’ supone un ahorro de recursos económicos, pero no ofrece resultados tan precisos como en condiciones’in vivo’, ya que en animales es posible comprobar las reacciones que se producen en organismos vivos y su comportamiento. Además, los buenos resultados obtenidos del testado animal es una forma ‘sencilla’ que ayuda a superar el regulatorio y llevar los resultados al mercado.

Bioimpresión de tejidos

La impresión 3D ha permitido reproducir estructuras y formas muy complejas a partir de un diseño digital y utilizando diversos tipos de materiales.

La evolución hacia la bioimpresión 3D se basa en utilizar esta técnica aplicada a la reproducción de tejidos funcionales que imiten los tejidos vivos humanos utilizando las propias células del paciente.

La ventaja de bioimprimir una matriz con células humanas es que ésta permitirá reproducir resultados más cercanos a las condiciones humanas que aquellos obtenidos de un cultivo de células en 2D.

Por ejemplo, la empresa española Regemat 3D colabora con Bioiberica con el objetivo de desarrollar soluciones que favorezcan la salud y calidad de vida humana, animal y vegetal, además de innovar continuamente para validar su sistema de bioimpresión 3D para nuevas aplicaciones.

‘’Hay diversos tipos de equipos de bioimpresión 3D en el mercado, nosotros hemos conseguido diferenciarnos gracias a la personalización de cada bioimpresora a la aplicación específica teniendo en cuenta las necesidades de cada uno de los grupos de investigación con los que trabajamos actualmente. Nuestro enfoque es científico- divulgativo y buscamos la validación de nuestro sistema para diferentes aplicaciones. Por eso, apoyamos a todos nuestros colaboradores, ayudando a llevar sus resultados a fase clínica, pues tenemos experiencia en este campo con nuestra empresa de dispositivos médicos BRECA Health Care’’, apunta José Manuel Baena, CEO de Regemat 3D y BRECA Health Care.

Es cierto que actualmente no hay estudios fehacientes que realicen comparaciones entre resultados obtenidos de testado animal con estructuras /tejidos bioimpresos de tejidos humanos, por ello, es necesario que se impulsen líneas de investigación que sigan este propósito.

Aún queda mucho por investigar, y queda lejos el objetivo, pero al menos, ya existen herramientas que posibilitan la apertura de nuevas líneas de investigación en este sentido.

Organoides

Es la alternativa al cultivo celular en 2D que permite estudiar el comportamiento de las células en un ambiente parecido al del cuerpo humano.

Los organoides o miniórganos se construyen a través de la bioimpresión de grupos 3D de células madre, añadiendo nutrientes o factores de crecimiento que se convierten en miniórganos.

El Dr. Carmine Gentile de la Universidad de Sidney trabaja con esta técnica de organoides para la reproducción de tejido cardíaco necrótico.

Otros avances de esta tecnología son el desarrollo de organoides cerebrales para combatir enfermedades neurológicas. Aún no se han conseguido resultados que permitan pasar a la fase clínica, pero será sin duda una acción clave para aplicar en las primeras fases del testado de fármaco, que reducirá bastante este testado animal y ahorrará recursos a la industria.

Organ-on-a-chip

Esta tecnología consiste en el crecimiento de células dentro de chips que imitan estructuras y comportamientos de órganos. Los investigadores pueden testear fármacos directamente en estos chips, resultando más barato y rápido que en modelos animales.

Las células y los tejidos crecen en chips que varían dependiendo del órgano que se desee modelar: corazón, riñón, cerebro…

En la plataforma 3D del hospital de la Paz en Madrid, más conocida como PIT3D, coordinada por José Manuel Baena, CEO de Regemat 3D, hay un equipo dedicado a la investigación de diversas aplicaciones de la bioimpresión 3D, entre ellas, el desarrollo de organ-on-a-chip kit para tratamientos antitumorales de cáncer de colon.

Con esta técnica, es posible mezclar en un chip cualquier condición que se produzca en un órgano, sin límites. Es una técnica que puede llegar a ser muy compleja, dependiendo del número de tejidos que se lleguen a conectar a la misma vez.

Otros avances y aplicaciones de la bioimpresión 3D

• Regeneración de Córnea. La PITI3D del hospital de la Paz ha conseguido recientemente un proyecto para validar la bioimpresora V1 de Regemat 3D para aplicación de regeneración de córnea. Sin duda, la complejidad vuelve a aparecer a la hora de hacer el tejido de córnea funcional. Para ello, es necesario encontrar una biotinta/hidrogel idóneo, compatible con el paciente, y por supuesto, poder pasar de fase pre-clinica a la clínica.
• Regeneración de piel: piel de mariposa.
• Testado de nuevos biomateriales
  • Encontrar el mix perfecto para imprimir órganos funcionales y validar una biotinta para aplicaciones específicas: enfermedades concretas, lesiones específicas (regeneración de cartílago de rodillas, etc.)

Y para todo ello, Regemat 3D da un paso más hacia el desarrollo de biorreactores para aplicaciones específicas, de forma que el tejido bioimpreso pueda madurar y se haga finalmente funcional para cumplir la función de regenerar tejidos dañados.