Los científicos han desarrollado una plataforma de bioimpresión 3D que ensambla tejidos neuronales humanos funcionales. Las células progenitoras de los tejidos impresos crecen para formar circuitos neuronales y establecer conexiones funcionales con otras neuronas, imitando así los tejidos cerebrales naturales. Se trata de un avance significativo en la ingeniería de tejidos neuronales y en la tecnología de bioimpresión 3D. Estos tejidos neuronales bioimpresos se pueden utilizar para modelar enfermedades humanas (como el Alzheimer, el Parkinson, etc.) causadas por el deterioro de las redes neuronales. Cualquier investigación de una enfermedad cerebral requiere comprender cómo funcionan las redes neuronales humanas.
Bioimpresión 3D es un proceso aditivo en el que se mezcla biomaterial natural o sintético (biotinta) adecuado con células vivas y se imprime, capa por capa, en estructuras tridimensionales similares a 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 regenerador Medicina para la bioimpresión de células, tejidos y órganos y en investigación como modelo para estudiar el cuerpo humano. in vitro, particularmente el sistema nervioso humano.
El estudio del sistema nervioso humano enfrenta limitaciones debido a la falta de disponibilidad de muestras primarias. Los modelos animales son útiles pero adolecen de diferencias específicas de cada especie, de ahí el imperativo de in vitro Modelos del sistema nervioso humano para investigar cómo funcionan las redes neuronales humanas con el fin de encontrar tratamientos para enfermedades atribuidas al deterioro de las redes neuronales.
En el pasado, los tejidos neuronales humanos se imprimían en 3D utilizando células madre, pero carecían de formación de redes neuronales. El tejido impreso no había demostrado haber formado conexiones entre las células por varias razones. Estas deficiencias ya se han superado.
En un estudio reciente, los investigadores eligieron el hidrogel de fibrina (que consiste en fibrinógeno y trombina) como biotinta básica y planearon imprimir una estructura en capas en la que las células progenitoras pudieran crecer y formar sinapsis dentro y a través de las capas, pero cambiaron la forma en que se apilan las capas durante impresión. En lugar de la forma tradicional de apilar capas verticalmente, optaron por imprimir capas una al lado de otra horizontalmente. Al parecer, esto marcó la diferencia. Se descubrió que su plataforma de bioimpresión 3D ensambla tejido neuronal humano funcional. Una mejora con respecto a otras plataformas existentes, el tejido neuronal humano impreso por esta plataforma formó redes neuronales y conexiones funcionales con otras neuronas y células gliales dentro y entre capas. Este es el primer caso de este tipo y supone un importante paso adelante en la ingeniería de tejidos neuronales. La síntesis de laboratorio de tejido nervioso que imita el funcionamiento del cerebro suena emocionante. Este progreso sin duda ayudará a los investigadores a modelar enfermedades cerebrales humanas causadas por una red neuronal deteriorada para comprender mejor el mecanismo para 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 tejidos neuronales humanos 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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