Los científicos de la Universidad de Newcastle han desarrollado un sistema biológico que permite que las células formen la forma deseada moldeando el material que las rodea, creando en primera instancia una córnea auto-curvada.
La córnea es la capa exterior transparente en la parte frontal del globo ocular.
En la investigación, Se activó un círculo plano de gel que contenía células del estroma corneal (células madre) con un suero de modo que los bordes del gel se contrajeran a una velocidad diferente al centro, dibujando el borde en el transcurso de 5 días para formar una córnea curva en forma de cuenco.
La investigación se publica en Materiales funcionales avanzados y fue dirigido por el profesor Che Connon, profesor de ingeniería de tejidos, Universidad de Newcastle. Él dice:"Actualmente hay una escasez de córneas donadas que ha empeorado en los últimos años, ya que no pueden ser utilizados por nadie que se haya sometido a una cirugía ocular con láser, por lo que debemos explorar alternativas como estas córneas que se curvan automáticamente.
"Las células se activan para formar una compleja estructura tridimensional, pero como esto requiere tiempo para que ocurra, la cuarta dimensión en esta ecuación, las hemos etiquetado como estructuras 4-D ".
La formación 4-D se logra mediante el uso innovador de células como actuadores biológicos, componentes que hacen que las piezas se muevan. En este caso, las propias células fuerzan al tejido circundante a moverse de una manera predeterminada a lo largo del tiempo.
El gel que comprende colágeno y células corneales encapsuladas, se dispuso en dos círculos concéntricos. La formación de la forma curva que tiene una estructura en forma de cuenco se obtuvo agregando moléculas llamadas péptidos anfífilos a cualquiera de los círculos.
En un anillo, las células activas tiraban de la estructura interna del gel (alta contracción), en el otro, tiraban de estas moléculas anfifílicas de péptidos (contracción baja). Esta diferencia de contracción entre los dos anillos concéntricos provocó la curvatura del gel. Esto sucedió porque las células prefirieron unirse a las moléculas de péptido anfífilo en lugar de la estructura interna de los geles.
El profesor Connon agregó:"Debido a que todo el proceso fue orquestado por las propias células, podemos imaginarlos como biomáquinas que remodelan estas estructuras desde el interior.
"La tecnología y la comprensión que hemos desarrollado tienen un potencial enorme, ya que estas córneas muestran que la forma del tejido diseñado puede controlarse mediante actuadores celulares. Esto puede llevarnos a imaginar un futuro en el que un enfoque de este tipo se pueda combinar con una cirugía de ojo de cerradura que permita al cirujano implantar tejido en una forma que luego se convierte en una más compleja, forma funcional dentro del cuerpo, impulsado por el comportamiento de las propias células ".
Dra. Martina Miotto, El autor principal del artículo explicó:"Este es un ejemplo de vanguardia de la relación estricta entre forma y función, ya que la investigación también mostró que las propiedades biomecánicas y biofuncionales de estas estructuras 4-D reproducían las del tejido nativo, con células madre epiteliales del limbo corneal indiferenciadas ubicadas en el limbo más blando y el epitelio diferenciado que abarca el centro más rígido de la córnea anterior ".
El equipo tiene la intención de hacer avanzar el trabajo en los próximos años con el fin de perfeccionar la técnica como un método potencial de fabricación de córneas para trasplantes humanos.
