Andamios que estructuran la comunicación y regeneración celular

El término ‘medicina regenerativa’ cuenta con muy pocos años de vida. No es hasta 1992 cuando aparece en un escrito científico y se incluye como un área específica del conocimiento médico. Se define como el proceso de crear tejidos vivos y funcionales para reparar o reemplazar la función de los originales dañados por distintas causas.

La bioingeniería busca nuevos materiales que perfeccionen su elasticidad, porosidad y resistencia y eviten el rechazo por el organismo.

Sin embargo, los estudios sobre cómo el organismo es capaz de regenerar tejido muerto o perdido data de la Edad Antigua. Aristóteles cita en sus escritos su admiración por la capacidad de la salamandra de restaurar su cola tras perderla. Desde ahí hasta nuestros días la ingeniería médica o bioingeniería ha dado pasos de gigante. Pero aún no se ha logrado replicar al 100% esa capacidad de regeneración.

Fundamentalmente, el problema radica en lograr que los elementos que se utilizan en la reconstrucción celular se comuniquen en el mismo idioma que el organismo donde se trasplanta. En la idea de conseguir fórmulas capaces de hacer crecer células humanas para ser implantadas en seres vivos ha trabajado un equipo de investigación de la Universidad de Sevilla. Recientemente, ha publicado un artículo en la revista Reactive and Functional Polymers en el que presenta un nuevo material que permite construir andamios celulares que regeneran tejidos.

Su composición combina tres compuestos de origen biológico que mantienen la robustez de los soportes usados en la actualidad, pero consiguen una mejor absorción por el organismo y abaratan los costes. En concreto, la mezcla incluye en un 50% quitosano, un derivado de la quitina que se obtiene, por ejemplo, de la cáscara de las gambas, y colágeno, la proteína más abundante en los mamíferos, que junto a la adición de la genipina, un compuesto presente en las gardenias, mejora las propiedades mecánicas y crea la porosidad idónea en los andamios.

Imagen microscópica de los andamios producidos con diferentes proporciones de colágeno y quitosano y distintas concentraciones de genipina.

De esta manera, han conseguido que sean lo suficientemente resistentes y tengan el grado de conexión necesario para que crezcan las células y formen tejidos para el implante de tejidos humanos, como la piel o de ciertos órganos como el hígado

Con el nuevo andamio han perfeccionado la elasticidad, porosidad y resistencia y evitan el rechazo por el organismo. El nuevo producto supera algunos de los inconvenientes de otros materiales usados. Además de utilizar un ingrediente más económico, es más compatible con el organismo además de ser biodegradable, descomponiéndose en elementos naturales que se pueden desechar sin problemas del organismo. “Tras la proliferación celular y su implante, el compuesto se degrada y se elimina de forma natural, lo que provoca que no exista rechazo por parte del organismo“, indica a la Fundación Descubre el investigador de la Universidad de Sevilla Víctor Manuel Pérez Puyana, uno de los autores del artículo.

Andamios que facilitan el diálogo

El material más usado hasta el momento para la creación de tejido celular es el colágeno por sus buenas propiedades de resistencia y elasticidad y su alta compatibilidad orgánica. Sin embargo, este material tiene una desventaja significativa: su alto coste. Así, los expertos buscan alternativas para lograr un sustituto más asequible pero que mantenga, o incluso mejore, las características que necesitan estos soportes para una correcta proliferación celular y una regeneración del tejido sin roturas ni deformaciones y en la que no se produzca rechazo por parte del paciente.

Distribución microscópica del tamaño de los poros de los andamios estudiados.

Actualmente, los ensayos que confirmarán definitivamente su puesta en marcha se encuentran en los laboratorios del Instituto de Biomedicina de Sevilla, donde se desarrollan las pruebas sobre cultivos celulares y tejidos implantados.

Así, el objetivo de este trabajo fue desarrollar andamios con colágeno y quitosano incorporando un reticulante, una molécula que genera una reacción química entre ambos compuestos para que se entrecrucen. En este caso, ese agente de enlace fue la genipina, que influye directamente sobre cómo funcionan y cómo resisten los andamios, logrando que adquieran mayor resistencia y flexibilidad. “Otros reticulantes utilizados con anterioridad, aunque lograban las características requeridas, eran citotóxicos. Es decir, no lograban una proliferación del tejido y provocaban rechazo. Hay estudios previos que confirman que la genipina, es biocompatible, siendo la idónea para fomentar el tratamiento biológico y el cultivo celular”, añade el investigador.

Al final, se trata de comunicación, de diálogo entre las partes. La genipina hace las veces de terapeuta que pone en común a los demás ingredientes que logran entenderse. Con esa base, bien estructurada, las células y tejidos encontrarán un lugar donde prosperar con garantías.

Más información en #CienciaDirecta: Desarrollan andamios de colágeno y quitosano para reconstruir tejidos dañados