Científicos han desarrollado una plataforma de bioimpresión 3D que ensambla tejidos neuronales humanos funcionales . Las células progenitoras en los tejidos impresos crecen para formar circuitos neuronales y establecer conexiones funcionales con otras neuronas, imitando así los tejidos cerebrales naturales . Este es un avance significativo en la ingeniería de tejidos neuronales y en la tecnología de bioimpresión 3D. Dichos tejidos neuronales bioimpresos pueden utilizarse para modelar enfermedades humanas (como el Alzheimer, el Parkinson, etc.) causadas por el deterioro de las redes neuronales. Cualquier investigación sobre enfermedades cerebrales requiere comprender cómo funcionan las redes neuronales humanas.
La bioimpresión 3D es un proceso aditivo en el que se mezcla un biomaterial natural o sintético adecuado (biotinta) con células vivas y se imprime, capa a capa, en estructuras tridimensionales que imitan tejidos naturales. Las células crecen en la biotinta y las estructuras se desarrollan para imitar tejidos u órganos naturales. Esta tecnología ha encontrado aplicaciones en medicina regenerativa para la bioimpresión de células, tejidos y órganos, y en investigación como modelo para estudiar el cuerpo humano in vitro , en particular el sistema nervioso.
El estudio del sistema nervioso humano se enfrenta a limitaciones debido a la falta de muestras primarias. Los modelos animales son útiles, pero presentan diferencias específicas de cada especie; por lo tanto, resulta imprescindible el uso de modelos in vitro del sistema nervioso humano para investigar el funcionamiento de las redes neuronales humanas y así encontrar tratamientos para enfermedades atribuidas a la alteración de dichas redes.
En el pasado, se imprimieron en 3D tejidos neuronales humanos utilizando células madre; sin embargo, estos carecían de la formación de redes neuronales. El tejido impreso no había mostrado conexiones entre las células por diversas razones. Estas deficiencias se han superado ahora.
En un estudio reciente, los investigadores eligieron un hidrogel de fibrina (compuesto de fibrinógeno y trombina) como biotinta básica y planearon imprimir una estructura en capas donde las células progenitoras pudieran crecer y formar sinapsis dentro y entre las capas. Sin embargo, modificaron la forma en que se apilan las capas durante la impresión. En lugar de apilarlas verticalmente, optaron por imprimirlas horizontalmente una al lado de la otra. Aparentemente, esto marcó la diferencia. Se descubrió que su plataforma de bioimpresión 3D era capaz de ensamblar tejido neural humano funcional . Como mejora con respecto a otras plataformas existentes, el tejido neural humano impreso con esta plataforma formó redes neuronales y conexiones funcionales con otras neuronas y células gliales dentro y entre las capas. Este es el primer caso de este tipo y representa un avance significativo en la ingeniería de tejidos neurales. La síntesis en laboratorio de tejido nervioso que imita la función cerebral resulta prometedora. Este progreso sin duda ayudará a los investigadores a modelar enfermedades cerebrales humanas causadas por el deterioro de la red neuronal para comprender mejor el mecanismo y encontrar un posible tratamiento.
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Referencias:
- Cadena M., et al 2020. Bioimpresión 3D de tejidos neuronales. Materiales avanzados para la atención sanitaria Volumen 10, Número 15 2001600. DOI: https://doi.org/10.1002/adhm.202001600
- YanY., et al 2024. Bioimpresión 3D de humano Tejidos neurales con conectividad funcional. Tecnología de células madre | Volumen 31, Número 2, P260-274.E7, 01 de febrero de 2024. DOI: https://doi.org/10.1016/j.stem.2023.12.009
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 caused due to impairment of neural networks. Any investigation of disease of brain requires understanding how the human neural networks operate.){kind=link}