Una impresora 3D libera una solución acuosa y, en aproximadamente una hora, se convierte en un pequeño material que a primera vista parece plástico. Esta sustancia, sin embargo, es una tela fabricada artificialmente que se utilizará para pruebas cosméticas. Hoy, reemplaza el uso de animales; en el futuro, podría aplicarse a la piel humana que no se puede regenerar.
Estas son las premisas que orientan a 3DBS (3D Biotechnology Solutions), una startup que tiene una alianza con São Leopoldo Mandic College. La empresa trabaja con una tecnología llamada bioimpresión.
“Utilizamos materiales vivos, como las células humanas, para reconstruir tejidos humanos”, resume Ana Luiza Millás, directora de Investigación y Desarrollo de la empresa y doctora en Ingeniería Química por la Unicamp (Universidad Estadual de Campinas).
“Hoy en día es posible hacer pequeños tejidos, como cartílago, fragmentos óseos, modelos de piel y tumores, con tecnología de bioimpresión, pero la promesa es que en el futuro tendremos órganos más complejos para entrar en las colas de trasplantes. Yo creo que esto sucederá en diez a 20 años ”, explica la investigadora.
La bioimpresora automatiza la construcción de tejidos biológicos de forma estandarizada y escalable. Funciona a través de archivos digitales, que son como dibujos que la impresora lee e imprime, capa por capa, exactamente en la forma que desea el investigador.
En comparación con las impresoras 3D convencionales, una bioimpresora tiene sus diferencias. Debe estar en un ambiente completamente aséptico, para evitar la contaminación, y con células, funciona a una temperatura máxima de 37 ° C. Una impresora 3D común, por ejemplo, puede alcanzar hasta 240 ° C, dice Millás.
Además, para generar un material orgánico, la bioimpresora utiliza polímeros compatibles con el cuerpo humano y biodegradables, como el colágeno y el ácido hialurónico.
A partir de ahí, estas sustancias se mezclan en una solución acuosa, convirtiéndose en un hidrogel, y luego se agregan células humanas. Todo este proceso da como resultado el llamado biotint, la materia prima básica de una bioimpresora, que permite la formación de tejidos biológicos.
Actualmente, 3DBS solo trabaja con la bioimpresión de tejidos utilizados en la industria cosmética y farmacéutica. Estos materiales simulan la piel real, evitando el uso de animales como conejillos de indias para probar estos productos, pero no tienen la misma complejidad que el órgano más grande del cuerpo humano.
“Solo estamos haciendo una capa de la piel que actúa como barrera contra la entrada de microorganismos”, explica Millás.
Sin embargo, la intención de la empresa es llegar a la medicina regenerativa, una rama de la salud que trabaja directamente con el organismo del ser humano. Un ejemplo sería el desarrollo de un biodressing que podría ayudar a regenerar la piel que ha sufrido una quemadura importante.
Lograr este objetivo requiere vascularizar el material. Un tejido impreso que no está vascularizado, cuando se aplica a un ser humano, no puede permanecer sano por mucho tiempo porque no recibiría nutrientes y oxígeno debido a la falta de vasos sanguíneos.
Desarrollar un tejido vascularizado consiste principalmente en añadir más células, complicando el proceso de impresión, ya que lo acerca al aspecto natural del cuerpo humano.
Actualmente, la startup utiliza dos tipos de células: queratinocitos y fibroblastos, que se encuentran en la piel humana. Para vascularizar el tejido, sería necesario agregar dos tipos más de células, las endoteliales y las pericitas, relacionadas con la formación de vasos sanguíneos.
Otro desafío en la formación de tejidos vascularizados es el propio avance tecnológico. «A medida que aumenta la complejidad del número de células y el tamaño de las estructuras [dos tecidos], estás poniendo cada vez más presión sobre las tecnologías [necessárias para a bioimpressão]», dice Pedro Massaguer, presidente de 3DBS.
Ernesto Goulart, investigador del Centro de Estudio del Genoma Humano y Células Madre de la USP, trabaja con bioingeniería tisular y explica que la vascularización tisular también puede ocurrir a través de un proceso en el cuerpo humano llamado angiogénesis, que consiste en la formación espontánea de vasos.
«Las células comienzan a sentir que falta oxígeno en un tejido y luego envían señales a las células vasculares cercanas para que realicen una angiogénesis. [de forma a formar novos vasos sanguíneos onde está defeituoso]. Por tanto, no es necesario diseñar todo el sistema vascular. [do tecido impresso] porque el propio cuerpo puede colaborar con la angiogénesis ”, dice.
El objetivo de acercarse lo más posible a los órganos naturales mediante la bioimpresión está relacionado con la biomimética, concepto que básicamente consiste en «acercarse lo más posible al tejido nativo [de uma pessoa]»dice Millás.
En este caso, además de vascularizar los tejidos para que realicen las funciones naturales de la piel humana, los investigadores también se preocupan por el aspecto visual. Según Millás, la idea es que el material, luego de ser aplicado, se adapte al cuerpo de tal manera que sea similar al resto de la piel.
«Una vez aplicado a una herida, la tendencia es que [o material] ayuda a regenerar los tejidos y, con el tiempo, será absorbido por el organismo. No es como un vendaje que te pones y luego te tienes que quitar. En realidad, el propio cuerpo se asimila ”, explica.
Sin embargo, las expectativas de validar el uso de tejidos bioimpresos en humanos aún tienen un largo camino por recorrer. La compañía planea comenzar las pruebas preclínicas en animales de materiales sin vascularización en enero o febrero de 2022; para aquellos con vascularización, el pronóstico es para la primera mitad del próximo año.
Seguirá siendo necesario realizar pruebas clínicas con humanos. Solo después de eso, será posible presentar una solicitud de evaluación ante Anvisa (Agencia Nacional de Vigilancia Sanitaria) para iniciar la autorización del producto.
Goulart también señala que las pruebas de laboratorio no son suficientes para indicar el éxito de un proyecto como este.
“Muchas veces vemos un gran resultado en los laboratorios y luego lo probamos en animales que pueden funcionar o no. Si funciona, puede ser que cuando llegue al humano salga mal. Esto se debe a que las respuestas son muy diferentes y estamos aumentando la complejidad del sistema ”, dice.
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Fuente: uol.com.br