Creación de modelos tridimensionales de médula ósea con una biotinta de seda
El cuerpo humano posee una capacidad extraordinaria para responder a las lesiones produciendo plaquetas que facilitan la coagulación de la sangre. Este proceso complejo depende de los megacariocitos, células gigantes presentes en la médula ósea. Sin embargo, las infecciones víricas, la leucemia y otras hematopatías pueden alterar este proceso y hacer que las heridas entrañen un mayor riesgo para el paciente. Los investigadores del proyecto SILKink(se abrirá en una nueva ventana), financiado por el Consejo Europeo de Innovación(se abrirá en una nueva ventana), abordaron este problema desarrollando una innovadora impresora que utiliza una biotinta de seda. El sistema imprime en tres dimensiones modelos de médula ósea en los que posteriormente se cultivan células vivas para estudiar enfermedades óseas e incluso producir plaquetas ex vivo. Este avance podría mejorar considerablemente la investigación médica en Europa y favorecer el desarrollo de medicamentos a medida y de la medicina personalizada, uno de los principales objetivos de la Estrategia UEproSalud(se abrirá en una nueva ventana). «El objetivo era utilizar una biotinta de seda para comprobar si este sistema se puede emplear para estudiar fármacos», comenta Alessandra Balduini, coordinadora del proyecto y miembro del Departamento de Medicina Molecular de la Universidad de Pavía(se abrirá en una nueva ventana) (Italia).
Mejores modelos de médula ósea
Balduini y su equipo llevan años desarrollando modelos de médula ósea y perfeccionando tanto su funcionamiento como sus aplicaciones clínicas. Las biotintas empleadas para crear modelos de médula ósea deben proporcionar una estructura adecuada para que se puedan diferenciar los megacariocitos, las células grandes de la médula ósea que producen las plaquetas. Aunque los modelos actuales han dado buenos resultados, no son lo bastante flexibles para reproducir fielmente el tejido de la médula ósea. Si el modelo no reproduce adecuadamente la estructura de la médula ósea, las células introducidas pueden sufrir estrés y resultar dañadas. Estos daños pueden provocar cambios en el ADN de las células que oculten el efecto de los fármacos ensayados y dificulten la identificación de tratamientos eficaces. Para evitarlo, los investigadores optaron por la seda. La seda, una fibra natural obtenida de los capullos de los gusanos de seda, combina flexibilidad y una gran resistencia y, además, puede utilizarse eficazmente para administrar fármacos. «Al reproducir las condiciones de la médula ósea, las células se mantienen en un estado más próximo al fisiológico, con menos daños en el ADN, estrés e inflamación. De este modo, podemos estudiar el efecto de un fármaco en condiciones más realistas», explica Balduini.
Comercialización de las propiedades curativas de la seda
Otro resultado importante del proyecto fue la creación de la empresa emergente Silk4B(se abrirá en una nueva ventana), que comercializará los modelos tridimensionales de médula ósea desarrollados por el equipo y otros productos derivados de la seda. «Ofrecemos a los investigadores modelos de médula ósea en los que pueden confiar plenamente para realizar sus experimentos», destaca Balduini. La empresa emergente comercializa estos productos entre investigadores, empresas farmacéuticas y profesionales del ámbito universitario de todo el mundo.
Desarrollo ulterior de la biotinta de seda
Balduini y su equipo continúan desarrollando la biotinta y, por ejemplo, ya han logrado que cambie de color para facilitar la detección de cualquier alteración en el sistema. También trabajan en una plataforma de médula ósea basada en seda para producir en masa plaquetas destinadas a transfusiones. Actualmente estudian otras aplicaciones para los modelos, entre ellas el cultivo de células de pacientes para analizar la respuesta a distintos fármacos. A la larga, se espera que este sistema basado en la seda se pueda utilizar en entornos clínicos, aunque todavía faltan varios años para que esto sea una realidad.