Ingeniería de tejidos para reducir el impacto negativo de las enfermedades y los trastornos digestivos
Los modelos funcionales «in vitro» de tejidos epiteliales son herramientas fundamentales en la investigación biológica básica, la modelización de enfermedades, el descubrimiento de medicamentos y la medicina regenerativa o personalizada. Las aplicaciones clínicas de la ingeniería de tejidos se ven obstaculizadas por el riesgo de infección bacteriana debido a la ausencia de tejidos epiteliales funcionales diseñados mediante ingeniería. En el caso del epitelio del intestino delgado, se necesitan modelos funcionales «in vitro» para predecir de manera exacta la absorción de fármacos administrados por vía oral. Estrategias de ingeniería precisas para la microfabricación «El objetivo principal de COMIET es desarrollar modelos de tejido epitelial del intestino que imiten las características fisiológicas del tejido intestinal humano "in vivo"», comenta la profesora Elena Martínez, responsable del proyecto ERC. Para ello, un método experimental combinará técnicas de microfabricación, componentes de ingeniería de tejidos y las características de autoorganización de los organoides intestinales. Hasta el momento, el equipo del proyecto ha establecido una estrategia para la microfabricación de estructuras 3D similares a vellosidades con materiales muy blandos. El modelo 3D exhibe unos parámetros funcionales que son más parecidos a los del tejido fisiológico que los sistemas convencionales de cultivo celular en monocapa. Esto mejorará, por ejemplo, la predecibilidad de la absorción farmacológica. Los hallazgos han sido enviados para su publicación y constituyen la base de una tesis doctoral. Según la profesora Martínez, los investigadores han desarrollado una estrategia para «proporcionar» organoides intestinales que son estructuras 3D cerradas. El objetivo es crear monocapas que revistan sustratos planos y las matrices 3D desarrolladas por el proyecto. Los resultados fueron presentados en el Simposio EMBO I EMBL sobre organoides de 2016 y serán publicados muy pronto. Los socios del proyecto también demostraron que las estructuras 3D similares a vellosidades tienen un impacto directo sobre la adhesión y el potencial de invasividad de bacterias. Modelos intestinales humanos «in vitro» que replican fielmente el comportamiento «in vivo» La profesora Martínez explica que la contribución más relevante de COMIET será demostrar que se pueden utilizar con éxito estrategias de ingeniería para proporcionar a las células madre epiteliales intestinales señales físicas y bioquímicas que guíen su compartimentación, la formación de barreras y la renovación de forma parecida a en condiciones fisiológicas. «Si este concepto se logra demostrar, también se podría emplear un método semejante para imitar otros tejidos epiteliales con geometrías complejas como el riñón, la piel o los pulmones», añade. En el campo de la investigación básica, los usuarios finales se beneficiarán de un sistema que recapitula las principales características fisiológicas del tejido «in vivo». Por tanto, puede usarse no solo en estudios sobre el desarrollo, sino también como un modelo «in vitro» de enfermedades humanas. Los responsables de llevar a cabo ensayos de cribado farmacológico, farmacocinética y toxicología también pueden beneficiarse de un sistema que mejora la predictibilidad de los ensayos actuales. «El objetivo de COMIET es abrir nuevas líneas de investigación en el campo de las enfermedades intestinales humanas», concluye la profesora Martínez. «En último lugar, los pacientes se beneficiarán de los resultados del proyecto, ya que el sistema puede emplearse para desarrollar estrategias de medicina personalizada».
Palabras clave
COMIET, tejidos epiteliales, modelización «in vitro», microfabricación, ingeniería de tejidos
