Modelos celulares tridimensionales, bioimpresos y criopreservados para favorecer el descubrimiento de fármacos
La industria emplea modelos celulares humanos para estudiar los efectos biológicos de posibles tratamientos nuevos para enfermedades humanas. Esto se ha llevado a cabo normalmente con líneas celulares maduras, lo que ha comprometido el valor predictivo de los ensayos. En entornos clínicos, la mayoría de los fármacos candidato seleccionados de esta manera demostraron ser ineficaces, a menudo después de una inversión financiera significativa. Actualmente, la industria reconoce que las células deben ser capaces de «recordar» el tejido del que proceden para que esta técnica de análisis celular sea eficaz. Las células primarias presentan un mejor rendimiento en estos casos, especialmente cuando se cultivan en un medio tridimensional (3D), similar al de su tejido de origen. Sin embargo, la creación de modelos celulares en 3D ha demostrado ser un proceso complejo desde el punto de vista técnico. La solución de AvantiCell Science, desarrollada en el marco del proyecto ANAPRINT, consistió en utilizar la bioimpresión de células primarias para crear modelos celulares en 3D. Esta técnica de bioimpresión se desarrolló para poner cantidades precisas de células, junto con el «pegamento» extracelular que las mantienen cohesionadas dentro de su tejido de origen, en cada pocillo de una placa de cultivo. La industria suele utilizar placas que presentan 96 (12 x 8) pocillos o 384 (24 x 6) pocillos para realizar pruebas preclínicas rápidas de los fármacos candidato. «La precisión de la bioimpresión, su compatibilidad con las células y la capacidad de ensamblar y establecer microtejidos celulares de forma coherente en cada cultivo crean las condiciones ideales para construir una plataforma de cribaje para el descubrimiento de fármacos», afirma el doctor Colin Wilde, coordinador del proyecto. «Plug and Play» El equipo de ANAPRINT descubrió asimismo que los modelos celulares en 3D podían congelarse en sus pocillos de cultivo y, después, descongelarse y cultivarse de nuevo satisfactoriamente. Esta combinación de un modelo celular en 3D preensamblado, junto con opciones de almacenamiento a largo plazo mediante criopreservación, ofrece a los clientes una gestión de recursos mucho más eficiente, lo que aumenta el atractivo de la tecnología para su adopción generalizada por la industria. También cumplió el objetivo de ANAPRINT de brindar un proceso de fabricación escalable que permita la producción, el almacenamiento y el suministro a demanda de productos de análisis basados en modelos celulares en 3D. El éxito quedó en evidencia por la capacidad del equipo para bioimprimir células hepáticas y agregados celulares de manera coherente, así como para realizar pruebas de toxicidad estándar de la industria utilizando estos modelos celulares en 3D. Impacto revolucionario positivo ANAPRINT contribuye a los esfuerzos para reemplazar la experimentación animal con análisis basados en células humanas y aborda cuestiones éticas y de sostenibilidad. Además, la ampliación de su uso podría adaptarse a materiales biológicos que de otra manera se descartarían como, por ejemplo, células inmunitarias en extractos de transfusión de sangre. En cuanto al sector industrial asociado a las ciencias de la vida, el doctor Wilde comenta: «Mediante la creación de herramientas preclínicas que predicen mejor el comportamiento clínico, se debería reducir el fracaso de dos de cada tres fármacos candidato en la etapa final de desarrollo. Esperamos que esto lleve a una reducción tanto del coste del desarrollo de nuevos medicamentos como de los gastos incurridos por los sistemas sanitarios a la hora de proporcionar medicamentos esenciales». Se comercializó un demostrador bidimensional para mostrar la tecnología de criopreservación Cryotix™, y se espera que la comercialización del producto final se produzca en los meses posteriores a la finalización del proyecto. Ya se han confirmado las primeras ventas a investigadores de la industria y, tras el proyecto, se espera que la tecnología constituya una parte significativa de los ingresos de AvantiCell Science en un plazo de dos años gracias a la concesión de licencias y de acuerdos contractuales de uso. Los próximos pasos inmediatos consistirán en emplear de forma generalizada estas tecnologías en células relevantes para las principales enfermedades humanas. La técnica de ANAPRINT también es de interés para otros sectores de la industria relacionados con los alimentos, los nutracéuticos, los medicamentos complementarios y los materiales para productos sanitarios. Las aplicaciones en el campo de la nanomedicina y las pruebas de nanotoxicidad medioambiental también están siendo consideradas como mercados potenciales.
Palabras clave
ANAPRINT, fabricación por adición, bioimpresión, modelos celulares, tridimensional, fármaco, farmacéutico, criopreservación, congelación, tejido, clínico
