Un grupo de investigadores del Reino Unido ha conseguido, usando la tecnología de impresión de inyección de tinta, imprimir células oculares.
El avance, detallado en un artículo de la revista del IOP Insitute of Physics del Reino Unido Biofabrication, podría conducir a la producción de injertos de tejidos artificiales elaborados con diversas células de la retina humana. Y, en un futuro, estos injertos podrían curar la ceguera, según publica el IOP en un comunicado.
Por el momento los resultados son preliminares, pero proporcionan una prueba de la utilidad de esta técnica para la impresión de dos tipos de células de la retina de ratas adultas: las células ganglionares (que transmiten la información desde el ojo a ciertas partes del cerebro) y las células gliales (que proporcionan protección a las neuronas).
Esta es la primera vez que la impresión de inyección se usa con éxito para imprimir células del sistema nervioso central maduras: las células impresas permanecieron sanas y retuvieron su capacidad de supervivencia y desarrollo en cultivo.
Tecnología para la medicina regenerativa
Los co-autores del estudio Keith Martin y Barbara Lorber, del John van Geest Centre for Brain Repair de la Universidad de Cambridge, señalan que: "La pérdida de células nerviosas en la retina es el origen de muchas enfermedades oculares que ocasionan ceguera. La retina es una estructura finamente organizada con una disposición celular precisa. En ella, las relaciones intercelulares resultan clave para el mantenimiento de la función visual".
"Nuestro estudio ha demostrado, por vez primera, que estas células pueden imprimirse usando una impresora de inyección de tinta piezoeléctrica. Aunque nuestros resultados son preliminares y todavía se requiere mucho más trabajo, el objetivo es el desarrollo de esta tecnología para su uso futuro en la reparación de la retina".
Lo prometedor de la técnica es que permite organizar las células en patrones y estructuras muy definidas. Así, la impresión en 3D está alcanzando un punto central en las ciencias biomédicas, pues hace posible crear estructuras celulares aplicables a la medicina regenerativa.
Características técnicas
Los investigadores utilizaron un dispositivo de impresión de inyección de tinta piezoeléctrica que expulsa a las células a través de una boquilla de un diámetro inferior a un milímetro, cuando se aplica un impulso eléctrico.
También utilizaron una tecnología de video de alta velocidad para grabar el proceso de impresión en alta resolución, y obtener así un fluido con propiedades –como viscosidad o tensión superficial- adecuadas.
Una vez realizada la impresión, se realizaron una serie de pruebas con cada tipo de célula para determinar cuántas sobrevivían al proceso y cómo éste afectaba a su capacidad de supervivencia y desarrollo.
"Tenemos la intención de ampliar nuestro trabajo e imprimir otras células de la retina; así como investigar si los fotorreceptores –células sensibles a la luz- se pueden imprimir también con esta misma técnica. Además, nos gustaría desarrollar más nuestro proceso de impresión para adaptarlo a sistemas comerciales", concluye Martin.
El avance, detallado en un artículo de la revista del IOP Insitute of Physics del Reino Unido Biofabrication, podría conducir a la producción de injertos de tejidos artificiales elaborados con diversas células de la retina humana. Y, en un futuro, estos injertos podrían curar la ceguera, según publica el IOP en un comunicado.
Por el momento los resultados son preliminares, pero proporcionan una prueba de la utilidad de esta técnica para la impresión de dos tipos de células de la retina de ratas adultas: las células ganglionares (que transmiten la información desde el ojo a ciertas partes del cerebro) y las células gliales (que proporcionan protección a las neuronas).
Esta es la primera vez que la impresión de inyección se usa con éxito para imprimir células del sistema nervioso central maduras: las células impresas permanecieron sanas y retuvieron su capacidad de supervivencia y desarrollo en cultivo.
Tecnología para la medicina regenerativa
Los co-autores del estudio Keith Martin y Barbara Lorber, del John van Geest Centre for Brain Repair de la Universidad de Cambridge, señalan que: "La pérdida de células nerviosas en la retina es el origen de muchas enfermedades oculares que ocasionan ceguera. La retina es una estructura finamente organizada con una disposición celular precisa. En ella, las relaciones intercelulares resultan clave para el mantenimiento de la función visual".
"Nuestro estudio ha demostrado, por vez primera, que estas células pueden imprimirse usando una impresora de inyección de tinta piezoeléctrica. Aunque nuestros resultados son preliminares y todavía se requiere mucho más trabajo, el objetivo es el desarrollo de esta tecnología para su uso futuro en la reparación de la retina".
Lo prometedor de la técnica es que permite organizar las células en patrones y estructuras muy definidas. Así, la impresión en 3D está alcanzando un punto central en las ciencias biomédicas, pues hace posible crear estructuras celulares aplicables a la medicina regenerativa.
Características técnicas
Los investigadores utilizaron un dispositivo de impresión de inyección de tinta piezoeléctrica que expulsa a las células a través de una boquilla de un diámetro inferior a un milímetro, cuando se aplica un impulso eléctrico.
También utilizaron una tecnología de video de alta velocidad para grabar el proceso de impresión en alta resolución, y obtener así un fluido con propiedades –como viscosidad o tensión superficial- adecuadas.
Una vez realizada la impresión, se realizaron una serie de pruebas con cada tipo de célula para determinar cuántas sobrevivían al proceso y cómo éste afectaba a su capacidad de supervivencia y desarrollo.
"Tenemos la intención de ampliar nuestro trabajo e imprimir otras células de la retina; así como investigar si los fotorreceptores –células sensibles a la luz- se pueden imprimir también con esta misma técnica. Además, nos gustaría desarrollar más nuestro proceso de impresión para adaptarlo a sistemas comerciales", concluye Martin.
Otras impresiones celulares
Esta semana hemos sabido que otro grupo de investigadores de EEUU está usando una técnica de impresión, en este caso, para crear células artificiales de bajo coste.
Un equipo de ingenieros biomédicos de la Penn State University está desarrollando -con una técnica de microimpresión- series largas de células artificiales compuestas por lípidos y proteínas, de un tamaño uniforme, y que pueden permanecer acopladas al sustrato en el que crecen o separase de éste, para moverse libremente por los vasos sanguíneos.
Según publica la Penn State en un comunicado, estas células podrían servir algún día como dispositivos de administración de fármacos y genes o para aplicaciones diversas en el terreno de los biomateriales, la biotecnología y los biosensores.
Los científicos esperan asimismo que las células artificiales posibiliten la exploración de la actividad de la membrana celular. "Con estas células artificiales tenemos sólo la ‘cáscara’ de las células, lo que nos permite diseccionar los acontecimientos que ocurren en su membrana", explican.
Esto resulta importante porque la comprensión de cómo los medicamentos o los patógenos atraviesan dicha membrana es esencial para la prevención de enfermedades o el suministro eficiente de medicamentos.
La composición de las células creadas (similar a la de las naturales), y el hecho de que puedan agruparse en matrices celulares, las convierten en excelentes sistemas modelo para el estudio de los procesos de la superficie celular. Las células artificiales se han realizado con un tamaño de entre 20 y 50 micras, esto es, se encuentran dentro de la gama de tamaños de las células naturales.
Por último, el pasado mes de octubre, un equipo de científicos alemanes consiguió producir diversos tipos de tejido con una impresora de inyección y unos líquidos transparentes (biotintas) constituidos por compuestos de matriz de tejido natural y de células vivas. En este caso, el avance supuso un nuevo paso hacia un potencial método de fabricación de tejidos y órganos a la carta.
Esta semana hemos sabido que otro grupo de investigadores de EEUU está usando una técnica de impresión, en este caso, para crear células artificiales de bajo coste.
Un equipo de ingenieros biomédicos de la Penn State University está desarrollando -con una técnica de microimpresión- series largas de células artificiales compuestas por lípidos y proteínas, de un tamaño uniforme, y que pueden permanecer acopladas al sustrato en el que crecen o separase de éste, para moverse libremente por los vasos sanguíneos.
Según publica la Penn State en un comunicado, estas células podrían servir algún día como dispositivos de administración de fármacos y genes o para aplicaciones diversas en el terreno de los biomateriales, la biotecnología y los biosensores.
Los científicos esperan asimismo que las células artificiales posibiliten la exploración de la actividad de la membrana celular. "Con estas células artificiales tenemos sólo la ‘cáscara’ de las células, lo que nos permite diseccionar los acontecimientos que ocurren en su membrana", explican.
Esto resulta importante porque la comprensión de cómo los medicamentos o los patógenos atraviesan dicha membrana es esencial para la prevención de enfermedades o el suministro eficiente de medicamentos.
La composición de las células creadas (similar a la de las naturales), y el hecho de que puedan agruparse en matrices celulares, las convierten en excelentes sistemas modelo para el estudio de los procesos de la superficie celular. Las células artificiales se han realizado con un tamaño de entre 20 y 50 micras, esto es, se encuentran dentro de la gama de tamaños de las células naturales.
Por último, el pasado mes de octubre, un equipo de científicos alemanes consiguió producir diversos tipos de tejido con una impresora de inyección y unos líquidos transparentes (biotintas) constituidos por compuestos de matriz de tejido natural y de células vivas. En este caso, el avance supuso un nuevo paso hacia un potencial método de fabricación de tejidos y órganos a la carta.
Referencias bibliográficas:
Barbara Lorber, Wen-Kai Hsiao, Ian M Hutchings, Keith R Martin. Adult rat retinal ganglion cells and glia can be printed by piezoelectric inkjet printing. Biofabrication (2014). DOI: 10.1088/1758-5082/6/1/015001.
You Jung Kang, Harrison S. Wostein, Sheereen Majd. Giant Vesicle Arrays: A Simple and Versatile Method for the Formation of Arrays of Giant Vesicles with Controlled Size and Composition. Advanced Materials (2013). DOI: 10.1002/adma.201370293
Barbara Lorber, Wen-Kai Hsiao, Ian M Hutchings, Keith R Martin. Adult rat retinal ganglion cells and glia can be printed by piezoelectric inkjet printing. Biofabrication (2014). DOI: 10.1088/1758-5082/6/1/015001.
You Jung Kang, Harrison S. Wostein, Sheereen Majd. Giant Vesicle Arrays: A Simple and Versatile Method for the Formation of Arrays of Giant Vesicles with Controlled Size and Composition. Advanced Materials (2013). DOI: 10.1002/adma.201370293