¡¡ Bienvenid@s a la primera de una serie de publicaciones dedicadas a la ingeniería de tejidos !!
ESPERAMOS QUE DISFRUTÉIS DE LA LECTURA Y QUE OS QUEDÉIS CON GANAS DE LEER LOS PRÓXIMOS ARTÍCULOS 🙂
¿Qué es la ingeniería de tejidos?
La ingeniería de tejidos es un campo multidisciplinar que aplica los principios de la biología y de la ingeniería con el objetivo de diseñar estructuras funcionales que permitan reparar, mejorar, mantener o reemplazar tejidos dañados u órganos completos.
Esta disciplina combina conocimientos de ciencia de materiales, biología celular, bioingeniería y fisicoquímica.
Por tanto, la ingeniería de tejidos supone un gran avance hacia la medicina personalizada y regenerativa y, aunque se trata de un área de estudio todavía en desarrollo, los resultados obtenidos hasta ahora son muy prometedores ¡Y no hacen más que avanzar!
Elementos básicos en la ingeniería de tejidos
El fundamento de todas las técnicas desarrolladas hasta ahora implican tres actores principales: las células, el material que les sirve de soporte y las moléculas que van a crear el microambiente necesario para formar un tejido sano.
Las investigaciones se han ido centrando en optimizar estos tres componentes para poder obtener tejidos y órganos que imiten tanto en su morfología como en su funcionalidad a los “naturales” y que supongan una solución clínica a largo plazo para multitud de patologías.
Células
Uno de los retos de la ingeniería de tejidos es reproducir la organización jerárquica de los órganos. De este modo, para tener un órgano sano que cumpla con unas funciones determinadas, se requiere que a menor escala los tejidos también sean funcionales, lo cual sólo se consigue si las células que los componen también funcionan adecuadamente.
En las últimas décadas se ha ido perfeccionando la obtención y cultivo de diversos tipos celulares, lo cual ha permitido profundizar en su conocimiento y abrir vías para futuros tratamientos. La ingeniería de tejidos también se ha beneficiado de estos avances y como muestra de ello, se han llevado a cabo investigaciones que involucran dos categorías diferentes de células: las células somáticas y las células madre (“stem cells”).
Material de soporte o andamio (“scaffold”)
Es el material que da soporte para el crecimiento y el desarrollo de las células. Cumple diferentes funciones: permitir la unión y la migración celular, entregar y retener células y factores bioquímicos, permitir la difusión de nutrientes celulares vitales y productos excretados y/o ejercer ciertas influencias mecánicas y biológicas para modificar el comportamiento de la fase celular.
Moléculas señalizadoras y “microambiente celular”
Las células sólo responden localmente a su microambiente por lo que, para que puedan desarrollar sus funciones vitales (como dividirse u obtener energía), necesitan de un entorno que les mande las señales adecuadas.
Este microambiente tiene que contar con la presencia de hormonas, citoquinas y otras moléculas señalizadoras, pero también es imprescindible la actuación de la matriz extracelular y de fuerzas físicas que modulen a las células.
La complejidad y la cantidad de interacciones que presentan las células in vivo con su microambiente ha supuesto uno de los mayores retos con los que se ha encontrado la ingeniería de tejidos.
Algunos métodos de aplicación de la ingeniería de tejidos
Hay infinitas formas de aplicación de la ingeniería de tejidos, sobre todo si se tienen en cuenta los estudios y publicaciones científicas más recientes y los posibles desarrollos futuros. A continuación os comentamos algunas posibilidades.
Crear un andamio e introducir las células y demás moléculas.
Una posibilidad es la de extraer las células del propio paciente o de un donante para cultivarlas en laboratorio sobre un material de soporte previamente diseñado acorde con el tejido que debe imitar. Una vez se ha cultivado el tejido, este se utiliza para reparar o substituir el tejido dañado.
Eliminar las células del órgano donado y utilizar el andamio de colágeno restante.
Otra opción podría ser la de eliminar todas las células del órgano del donante; de modo que solo quedaría la parte del sistema vascular compuesta por colágeno que se utilizaría como scaffold. Después, las propias células del paciente junto con los componentes que necesitan para su desarrollo se harían crecer sobre esta estructura, de forma que comenzaría a desarrollarse un tejido sano. Como las células que crean el tejido del órgano sano son del nuevo paciente, no existiría rechazo por el sistema inmunitario.
El uso de esta técnica se enfoca a la bioingeniería del corazón, del hígado, de los pulmones y del tejido renal.
Existen estudios sobre la posibilidad de utilizar el propio tejido dañado del paciente, eliminarle todas las células dañadas y provocar el desarrollo de un nuevo tejido sano. Evitando así la necesidad de un donante.
Formación de andamios “in vivo” mediante nanoestructuras peptídicas
Una de las últimas tendencias en la investigación de la ingeniería de tejidos es la de crear andamios (“scaffold”) dentro del propio paciente (“in vivo”).
Se piensa que podría lograrse mediante el uso de nanoestructuras peptídicas combinadas con biomateriales, factores de crecimiento, anticuerpos y varias moléculas de señalización.
Este método se enfoca principalmente a la reparación de lesiones de médula espinal.
Y HASTA AQUÍ LA PRIMERA PUBLICACIÓN…
Esperamos que te haya gustado y haber despertado en ti interés por la ingeniería de tejidos.
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¿QUIERES SABER MÁS?
Pues no te pierdas las siguientes publicaciones sobre la ingeniería de tejidos, donde te contaremos mucho más sobre las células, los materiales utilizados como soporte, las últimas investigaciones, etc.
Imágenes recuperadas de:
El resto de imágenes han sido creadas por las autoras utilizando “biorender”
Bibliografía
Wikipedia contributors. (2022, 19 julio). Tissue engineering. Wikipedia. https://en.wikipedia.org/wiki/Tissue_engineering
Tissue Engineering | Harrison’s Principles of Internal Medicine, 19e | AccessPharmacy | McGraw Hill Medical. (s. f.). Mc Graw Hill Medical. Recuperado 18 de agosto de 2022, de https://accesspharmacy.mhmedical.com/content.aspx?bookid=1130§ionid=79728688#1128502498
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Caddeo, S. (2017). Tissue Engineering Approaches in the Design of Healthy and Pathological In Vitro Tissue Models. Frontiers. https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fbioe.2017.00040/full
Aida Martínez Barja
Estudiante de Máster en Ingeniería de Materiales (UPM) -- Graduada en Ingeniería Aeroespacial / Mención en Materiales (UVIGO)
Irene Castrosín Omeñaca
Graduada en Biología por la Universidad Autónoma de Madrid (UAM).
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