es.wedoany.com Noticia: La Dra. Priscila Melo, profesora de Ingeniería Biológica en la Universidad de Newcastle (Newcastle University) y cofundadora de JetBio, lidera un equipo que utiliza su tecnología de impresión biológica por chorro reactivo (Reactive Jet Impingement, ReJI) para construir modelos de tejido 3D, con el objetivo de transformar la forma en que se evalúan los nuevos fármacos antes de su aplicación clínica.
Actualmente, el cribado preclínico de fármacos se basa principalmente en cultivos celulares bidimensionales, es decir, monocapas de células cultivadas sobre sustratos planos. Alrededor del 75% de los nuevos fármacos que entran en la primera fase clínica fracasan finalmente, siendo la causa más común la falta de eficacia o problemas de seguridad que no se detectan en las pruebas tempranas. Las células humanas existen en una matriz extracelular tridimensional que no solo regula el entorno mecánico, sino que también afecta la difusión de nutrientes, la señalización intercelular y las funciones específicas del tejido; los modelos bidimensionales no pueden reproducir esta complejidad. Las tendencias regulatorias también impulsan este cambio. En 2023, la Administración de Alimentos y Medicamentos de EE. UU. (FDA) señaló que los modelos in vitro validados pueden servir como base para ensayos de fármacos en humanos, sin necesidad de realizar pruebas en animales. Europa posteriormente se alineó en esta dirección, y el Reino Unido está trabajando para implementar estándares similares para categorías específicas de pruebas antes de 2030.
La Dra. Melo afirma que la impresión 3D ofrece una alternativa más precisa y viable, y que debería eliminarse o reducirse al máximo posible las pruebas con animales. En la Universidad de Newcastle, su equipo ha desarrollado la tecnología ReJI, que deposita gotas simultáneamente desde dos cartuchos mediante microválvulas: uno contiene un precursor de hidrogel y el otro, una suspensión celular con un agente reticulante. Las gotas interactúan en el aire, generando construcciones celulares estructuradas en milisegundos. Esta plataforma ha demostrado ser compatible con sustratos como fibras sintéticas, metales y tejidos biológicos.
En el cribado de cardiotoxicidad, el equipo utilizó una biotinta que contenía colágeno tipo I, alginato y fibrina, e imprimió un modelo de tejido cardíaco con cardiomiocitos HL-1 a una densidad de 5 millones de células por mililitro de gel (la densidad más alta reportada para este tipo celular). Las construcciones resultantes mantuvieron una actividad contráctil espontánea durante hasta 21 días, mientras que en cultivos bidimensionales estándar, las mismas células perdían su función de latido en aproximadamente 7 días. La actividad eléctrica del modelo, evaluada mediante matrices de microelectrodos, se volvió gradualmente más organizada con el tiempo y respondió adecuadamente tanto a fármacos proarrítmicos como antiarrítmicos.
En estudios de reparación de cartílago, el equipo imprimió biológicamente un hidrogel que contenía condrocitos directamente sobre Chondro-Gide (un parche de reparación a base de colágeno clínicamente disponible), logrando una distribución celular y una expresión de marcadores específicos del cartílago superiores a todas las demás condiciones de prueba. Los resultados indican que la integración de construcciones bioimpresas con materiales de andamiaje existentes puede mejorar significativamente el rendimiento biológico de las terapias actuales para el cartílago.
El trabajo de la Dra. Melo forma parte de una tendencia industrial hacia modelos de tejido 3D bioimpresos que reproducen más fielmente el entorno in vivo. Su objetivo final es desarrollar sistemas multifisiológicos capaces de replicar interacciones sistémicas, permitiendo la conexión entre diferentes tejidos y el modelado de comorbilidades. CELLINK ha establecido como prioridad comercial la reducción y eliminación de pruebas con animales; el proyecto BRIGHTER, financiado por la UE y coordinado por el Instituto de Bioingeniería de Cataluña (Institute of Bioengineering of Catalonia), está desarrollando procesos de bioimpresión destinados a reducir la dependencia de modelos animales en ingeniería de tejidos y medicina regenerativa. Además, investigadores de la Universidad Técnica de Viena (TU Wien) han fabricado construcciones de chip de tejido humano mediante litografía multifotónica, y también se ha creado un modelo de vaso sanguíneo cerebral bioimpreso capaz de replicar condiciones de flujo aterosclerótico, lo que demuestra que es posible reproducir entornos fisiológicos cada vez más complejos in vitro.
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