Tejido pancreático bioimpreso en tres dimensiones para avanzar en la investigación biomédica
Las enfermedades pancreáticas, como la diabetes, el cáncer y la pancreatitis, afectan a casi el 10 % de la población mundial. En 2021, solo la diabetes provocó 6,7 millones de muertes. Sin embargo, a pesar de la enorme necesidad de contar con tratamientos nuevos, gran parte de la investigación médica se ve obstaculizada por la falta de acceso a tejido pancreático «in vivo». «Los métodos actuales para estudiar las enfermedades pancreáticas no permiten a los investigadores captar toda la complejidad de los procesos que tienen lugar durante el desarrollo del páncreas», explica Francesca Spagnoli, catedrática de Medicina Regenerativa en el King’s College de Londres y coordinadora del proyecto Pan3DP. Los modelos de órganos bioimpresos en tres dimensiones (3D) son tejidos impresos en laboratorio con un gran potencial para la investigación biomédica, ya que permiten estudiar el desarrollo de los tejidos, modelar enfermedades y analizar posibles tratamientos. En el proyecto Pan3DP, financiado con fondos europeos, un consorcio multidisciplinar del ámbito universitario e investigador y de la industria trabajó para desarrollar una técnica innovadora de bioimpresión de tejido pancreático embrionario. «La principal innovación es el uso de la bioimpresión en 3D para imitar la composición celular exacta y las interacciones intercelulares que se producen durante la formación normal del páncreas», añade Spagnoli. «Estas estructuras creadas por bioingeniería tienen el potencial de diferenciarse aún más en tejido pancreático maduro», señala, lo que permite realizar más estudios.
Los retos de los órganos cultivados en laboratorio
Pan3DP tenía tres objetivos principales: profundizar en el conocimiento de la arquitectura en 3D del páncreas, crear una tecnología de bioimpresión para diseñar tejido pancreático y encontrar las condiciones adecuadas para que este tejido embrionario madure. Imprimir tejidos orgánicos es complicado. El proceso aún está en ciernes, y el proyecto Pan3DP seleccionó un órgano de estructura compleja y gruesa —el páncreas—, lo que dificulta aún más el reto. Se necesitan millones de células para ampliar la impresión y crear tejidos. Para superar este problema, el equipo optó por utilizar células madre embrionarias y diferenciarlas en células pancreáticas progenitoras, un método que no se había utilizado antes en la bioimpresión pancreática.
Desarrollo de nuevas técnicas de bioimpresión
A lo largo del proyecto, el equipo utilizó dos tecnologías de bioimpresión, incluida la bioimpresión asistida por láser para imprimir y manipular objetos mesoscópicos como organoides y agregados celulares. «Se trata de pruebas de concepto de gran importancia que han preparado el terreno para futuros estudios en este campo y próximas aplicaciones de la bioimpresión para generar tejido pancreático multicelular», afirma Spagnoli. Otro logro importante del proyecto Pan3DP fue la creación de un atlas digital del páncreas embrionario basado en conjuntos de datos de imágenes en 3D, que visualizan los tres tipos celulares principales —epitelio, endotelio y mesénquima— del páncreas embrionario de ratones. Estas imágenes se anotaron y depositaron en un repositorio en línea de código abierto denominado Pancreas Embryonic Cell Atlas, y se publicaron en una importante revista científica.
Apoyo a la investigación en bioimpresión tisular
Los resultados y nuevos métodos creados a través del proyecto Pan3DP allanarán el camino para la fabricación de tejido pancreático humano basado en el uso de células pancreáticas a partir de células madre. «Nuestros resultados no solo han impulsado importantes avances tecnológicos en ingeniería de tejidos y bioimpresión, sino que también abrirán posibilidades radicalmente nuevas en medicina, lo que nos permitirá estudiar enfermedades pancreáticas “ex vivo” en tejidos fabricados, desarrollar nuevos fármacos, reducir el uso de animales y facilitar la sustitución de tejidos lesionados o enfermos», señala Spagnoli. El siguiente paso es la transición a los tejidos humanos, aplicando los mismos principios de biomimetismo y métodos técnicos definidos en ratones a las células humanas, más allá del páncreas. «En última instancia, nuestro planteamiento y metodología pueden convertirse en un paradigma y ampliarse para crear canalizaciones de bioimpresión 3D para otros tejidos», afirma Spagnoli.
Palabras clave
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