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El Alzheimer, el Parkinson y otros trastornos neurológicos afectan a millones de personas en todo el mundo. Se espera además que estos trastornos sean más frecuentes a medida que las poblaciones envejecen. Sin embargo, a pesar de lo generalizadas que están las condiciones, todavía no existen curas reales para estas enfermedades. Solo existen tratamientos para disminuir o controlar los síntomas. Afortunadamente, los procesos de bioimpresión en 3D presentan una vía potencial para una cura. Los investigadores están comenzando a explorar la tecnología para aplicaciones de detección de drogas. La ingeniera biomédica canadiense Stephanie Willerth es una de estas investigadoras. Ella es pionera en el uso de la bioimpresión para tejidos cerebrales junto a su grupo de investigación.
Encontrar una cura para las enfermedades neurológicas ha presentado un desafío enorme en el sector médico. En gran parte porque las herramientas necesarias para detectar medicamentos no han logrado determinar con precisión si un tratamiento será eficaz y no tóxico. Los métodos de investigación utilizados se basan en gran medida en modelos animales y cadáveres humanos. Estos son, respectivamente, inexactos y difíciles de conseguir.
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Aprovechando las innovadoras tecnologías de bioimpresión, Willerth y su grupo investigativo han encontrado una solución potencial a este gran obstáculo. Es decir, las tecnologías de bioimpresión pueden utilizarse para producir tejido neural específico del paciente, a partir de células madre pluripotentes derivadas del mismo paciente.
“Las células madre pluripotentes poseen dos propiedades únicas y definitorias. La primera propiedad es la pluripotencia, lo que significa que pueden convertirse en cualquier tipo de célula que se encuentre en el cuerpo”, explicó Willerth en una publicación del blog. “Estas células pueden además replicarse para generar más células madre, lo que es su segunda propiedad”.
En la investigación, Willerth y su equipo producen células madre pluripotentes esencialmente reprogramando células adultas en un estado similar a las células madre, llamadas células madre pluripotentes inducidas (iPSC). Las células reprogramadas se pueden diferenciar en tejidos que imitan a los que se encuentran en el sistema nervioso e incluso pueden replicar las características de varias enfermedades neurológicas.
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El grupo de investigación puede entonces imprimir las iPSC utilizando la bioimpresora RX1 de Aspect Biosystems para crear modelos de tejidos neurológicos. Esta capacidad tiene el potencial de conducir a procesos de detección mucho más precisos para el objetivo de los medicamentos. La RX1 ha permitido al equipo de investigación bioimprimir estructuras complejas que posicionan con precisión las células y las microesferas liberadoras de fármacos. Hasta ahora, los investigadores han visto resultados prometedores, con altos niveles de viabilidad celular, y han publicado una serie de estudios relacionados con el trabajo de vanguardia.
La capacidad de bioimprimir las células madre pluripotentes también podría tener aplicaciones formando estructuras que imitan la barrera hematoencefálica. Esta esencialmente protege al cerebro de las toxinas y otros materiales, jugando un papel crítico en nuestra salud. Sin embargo, también dificulta la implementación de medicamentos en el sistema nervioso, ya que los bloquea. La bioimpresión de un modelo de barrera hematoencefálica podría ayudar a comprender mejor y probar la eficacia de los nuevos tratamientos.
Willerth, quien ocupa una Cátedra de Investigación en Ingeniería Biomédica en la Universidad de Victoria de Canadá, concluyó: “En general, el campo de la bioimpresión 3D en combinación con la tecnología iPSC ofrece un gran potencial para desarrollar enfoques médicos personalizados para identificar objetivos farmacológicos prometedores en el tratamiento de los trastornos y enfermedades neurológicas”.
La investigación, que se lleva a cabo en el Consejo Nacional de Investigación de Canadá (NRC) en asociación con Aspect Biosystems, también tiene como objetivo desarrollar modelos terapéuticos de bioimpresión para superar los desafíos de las enfermedades del sistema nervioso.
Traducido de: How bioprinting pluripotent stem cells can take us closer to an Alzheimer’s cure, artículo original de Tess Boissonneault
