El Instituto de Bioingeniería de Cataluña (IBEC) coordina un proyecto europeo para reducir la experimentación animal con el desarrollo de una tecnología de bioimpresión 3D basada en luz que fabrica tejidos humanos a partir de cultivos celulares.
Según los investigadores, esta tecnología podría permitir reducir la experimentación animal en los laboratorios, algo que todavía es imprescindible para los científicos, y también se podría incluso utilizar para producir órganos en el laboratorio.
Aunque la Unión Europea, a través de la Asociación Europea de Investigación Animal, regula la investigación con animales siguiendo el principio de las 3R: Reemplazar animales por otros métodos; Reducir el número de animales usados y Refinar la metodología para minimizar el sufrimiento animal, todavía es imprescindible usar animales para la experimentación, cosa muy criticada por las asociaciones animalistas y buena parte de la sociedad.
Ante esta situación, el proyecto que coordina el IBEC pretende utilizar la impresión 3D con fines biomédicos, conocida como ingeniería de tejidos o medicina regenerativa y cada vez más habitual en el ámbito de las prótesis óseas y dentales o para producir cartílago.
Los investigadores de este proyecto ya están fabricando piel humana, un tejido altamente complejo, en un trabajo financiado por la Unión Europea y coordinado por investigadores del laboratorio Sistemas Biomiméticos para la ingeniería celular del IBEC, liderado por Elena Martínez.
Testeo de fármacos y cosméticos
Su objetivo es crear modelos in vitro suficientemente complejos y adecuados para su uso en la industria farmacéutica (testeo de cosméticos y fármacos) y en la investigación básica, reduciendo la experimentación animal.
Para ello, los investigadores están desarrollando una nueva tecnología de bioimpresión 3D basada en luz láser de alta calidad con la que pretenden superar algunos obstáculos técnicos que actualmente limitan la fabricación de tejidos humanos complejos.
"Nuestro innovador sistema de bioimpresión 3D no solo consigue tejidos más cercanos a los reales, sino que también es mucho más rápido que los sistemas actuales", ha explicado Elena Martínez, coordinadora del proyecto europeo.
Un aspecto clave en esta tecnología son los hidrogeles, materiales que forman la base donde crecerán las células que formarán el nuevo tejido.
Otro factor relevante es que todo el proceso se puede hacer de forma personalizada, ya que se pueden usar células de pacientes para fabricar el nuevo tejido.
Para poner a punto la nueva tecnología, los investigadores del BRIGHTER ya están imprimiendo piel humana, un tejido con una estructura tridimensional compleja formado por múltiples tipos celulares y estructuras como glándulas de sudor y vellosidades.
Según Martínez, la piel fabricada con esta nueva tecnología se podrá usar como sustituto de animales en la industria farmacéutica y cosmética y en los laboratorios de investigación básica, y también puede ayudar a dar respuesta a la demanda de piel en intervenciones médicas, por ejemplo, en quemados o personas que padecen diferentes enfermedades dermatológicas.
Moldear en detalle
"La ventaja de esta nueva tecnología es que permite moldear en detalle el tejido que se está imprimiendo, lo que en el caso de la piel es crucial, ya que es un tejido dinámico y compuesto por varias capas con diferentes tipos celulares y composición de matriz extracelular", según Martínez.
Para 'imprimir' la piel, y que adopte su estructura, forma y consistencia, los investigadores utilizan técnicas avanzadas de imagen, que combinan la iluminación con láminas de luz y fotomáscaras digitales de alta resolución, y así poder fijar las células en los hidrogeles.
Lo hacen aplicando luz láser directamente sobre una mezcla de materiales (hidrogeles y células), que también contiene moléculas que reaccionan a la luz.
De esta forma, es posible moldear el nuevo tejido y fabricar su estructura 3D 'a la carta', controlando la rigidez, forma y dimensiones, creando así tejidos tridimensionales con una geometría compleja.
"Esperamos poder imprimir una muestra de piel de 1 centímetro cuadrado de área y 1 milímetro de grosor en aproximadamente 10 minutos y con una viabilidad celular de más del 95 %, mejorando mucho las condiciones actuales de bioimpresión", ha avanzado la investigadora del IBEC Núria Torras.
