Imagen de la bioimpresora de gotas 3-D, desarrollado por el Grupo de Investigación Bayley en Oxford, producción de pañuelos de tamaño mm Crédito:Sam Olof / Alexander Graham
Científicos de la Universidad de Oxford han desarrollado un nuevo método para imprimir en 3D células cultivadas en laboratorio para formar estructuras vivas.
El enfoque podría revolucionar la medicina regenerativa, permitiendo la producción de tejidos complejos y cartílagos que potencialmente apoyarían, reparar o aumentar las áreas enfermas y dañadas del cuerpo.
En investigación publicada en la revista Informes científicos , un equipo interdisciplinario del Departamento de Química y el Departamento de Fisiología, Anatomía y Genética en Oxford y el Centro de Medicina Molecular en Bristol, demostró cómo se puede imprimir una variedad de células humanas y animales en construcciones de tejido de alta resolución.
El interés por la impresión 3D de tejidos vivos ha aumentado en los últimos años. pero, Ha sido difícil desarrollar una forma eficaz de utilizar la tecnología, sobre todo porque es difícil controlar con precisión la posición de las celdas en 3D. A menudo se mueven dentro de estructuras impresas y el andamio blando impreso para soportar las celdas puede colapsar sobre sí mismo. Como resultado, sigue siendo un desafío imprimir tejidos vivos de alta resolución.
Pero, dirigido por el profesor Hagan Bayley, Profesor de Biología Química en el Departamento de Química de Oxford, el equipo ideó una forma de producir tejidos en células autónomas que sostienen las estructuras para mantener su forma.
Una micrografía confocal de un tejido artificial que contiene 2 poblaciones de células renales embrionarias humanas (HEK-293T) impresas en forma de estructura arborizada dentro de un cubo Crédito:Sam Olof / Alexander Graham
Las células estaban contenidas en gotitas protectoras de nanolitros envueltas en una capa lipídica que se podía ensamblar. capa por capa, en estructuras vivas. La producción de tejidos impresos de esta manera mejora la tasa de supervivencia de las células individuales, y permitió al equipo mejorar las técnicas actuales construyendo cada tejido una gota a la vez con una resolución más favorable.
Ser útil, Los tejidos artificiales deben poder imitar los comportamientos y funciones del cuerpo humano. El método permite la fabricación de construcciones celulares con patrones, cuales, una vez completamente desarrollado, imitar o mejorar potencialmente los tejidos naturales.
Dr. Alexander Graham, autor principal y científico de bioimpresión 3D en OxSyBio (Oxford Synthetic Biology), dijo:"Nuestro objetivo era fabricar tejidos vivos tridimensionales que pudieran mostrar los comportamientos básicos y la fisiología que se encuentran en los organismos naturales. Hasta la fecha, hay ejemplos limitados de tejidos impresos, que tienen la compleja arquitectura celular de los tejidos nativos. Por eso, nos enfocamos en diseñar una plataforma de impresión celular de alta resolución, de componentes relativamente económicos, que podría utilizarse para producir de forma reproducible tejidos artificiales con la complejidad adecuada a partir de una variedad de células, incluidas las células madre ".
Los investigadores esperan que, con un mayor desarrollo, los materiales podrían tener un gran impacto en la atención médica en todo el mundo. Las aplicaciones potenciales incluyen dar forma a modelos de tejidos humanos reproducibles que podrían eliminar la necesidad de pruebas clínicas con animales.
El equipo completó su investigación el año pasado, y desde entonces han tomado medidas para comercializar la técnica y hacerla más accesible. En enero de 2016, OxSyBio se separó oficialmente del Bayley Lab. La empresa tiene como objetivo comercializar la técnica con fines industriales y biomédicos.
Una imagen de la bioimpresora de gotas 3-D, desarrollado por el Grupo de Investigación Bayley en Oxford, producción de pañuelos de tamaño mm Crédito:Sam Olof / Alexander Graham
Durante los próximos meses trabajarán para desarrollar nuevas técnicas de impresión complementarias, que permiten el uso de una gama más amplia de materiales vivos e híbridos, para producir tejidos a escala industrial.
Dr. Sam Olof, Director de tecnología en OxSyBio, dijo:"Hay muchas aplicaciones potenciales para la bioimpresión y creemos que será posible crear tratamientos personalizados utilizando células provenientes de pacientes para imitar o mejorar la función de los tejidos naturales. En el futuro, Los tejidos bioimpresos en 3D también se pueden utilizar para aplicaciones de diagnóstico, por ejemplo, para detección de drogas o toxinas.
"Estamos entusiasmados de tener una relación continua con la Universidad de Oxford y el Grupo Bayley, tanto en la forma de licenciar esta nueva tecnología como en seguir patrocinando la investigación primaria en esta área ".
Dr. Adam Perriman de la Facultad de Medicina Celular y Molecular de la Universidad de Bristol, agregó:"El enfoque de bioimpresión desarrollado con la Universidad de Oxford es muy emocionante, ya que las construcciones celulares se pueden imprimir de manera eficiente a una resolución extremadamente alta con muy poco desperdicio. La capacidad de imprimir en 3D con células madre adultas y hacer que se diferenciaran fue notable, y realmente muestra el potencial de esta nueva metodología para impactar la medicina regenerativa a nivel mundial ".