¿Bioimpresión 3D como alternativa al testado animal?
En la actualidad la industria médico-farmacéutica para validar la viabilidad de un nuevo tratamiento recurre al testado en animales. Esta fase, a día de hoy indispensable, supone, además de una gran inversión, el tener que lidiar con la ética y con la tediosa regulación por la que se rigen estos procesos, pero dados los avances de la ciencia cabría preguntarse
¿Es este proceso realmente necesario o es posible que existan otras alternativas, como la bioimpresión 3D?
El proceso de lanzamiento de un nuevo tratamiento al mercado requiere indispensablemente de asegurar su efectividad. Esta efectividad está supeditada al testado animal para comprobar resultados en condiciones que simulen la realidad en el cuerpo humano, lo que se denomina “In vivo”
La bioimpresión 3D es una solución dado que supone una fusión entre la ingeniería de tejidos y la tan de moda fabricación aditiva , o mas comúnmente conocida impresión 3D, y aplicada a la medicina regenerativa. Gracias a los avances tecnológicos se pretende pasar del testado de fármacos en cultivos celulares sobre placas de Petri o desarrollados en laboratorio, al testeo de dichos fármacos sobre tejidos humanos cultivados en estructuras 3D (Matrices 3D) bioimpresas en tres dimensiones y con materiales compatibles con las condiciones in vitro.
Testar los fármacos “in vitro” no supone una garantía de que los resultados obtenidos se reproduzcan en el modelo “in vivo” pero sin duda si representa un importante ahorro de recursos económicos. Las pruebas realizadas en animales permiten comprobar las reacciones que podrían producirse en su aplicación en organismos vivos y el comportamiento que en ellos se reproduce. Por tanto la obtención de resultados exitosos en el modelo animal supone un camino sencillo que facilita el superar el tedioso y restrictivo regulatorio y que por ende resulte más sencillo llevar los resultados al mercado farmacéutico.
Por todo ello uno de los grandes retos que se afrontan actualmente es el de sustituir por completo la fase de testado animal. Aún tratándose de un proyecto complicado gracias a los grupos de investigación y las compañías biotecnológicas que trabajan en ello está resultando posible reducirlo sustancialmente.
Algunas de las técnicas que se han implementado para su reducción y que actualmente se aplican son las siguientes:
Organoides:
Se desarrollan como alternativa al cultivo celular bidimensional actualmente utilizado para el estudio del comportamiento celular en un entorno similar al cuerpo humano.
Los organoides, también conocidos como mini-órganos, se desarrollan aplicando tecnologías de bioimpresión de grupos de células madre en tres dimensiones sobre los que se aplican nutrientes o factores de crecimiento consiguiendo como resultado un mini-órgano.
Cómo ejemplo de los éxitos alcanzados durante los últimos años en esta área cabe reseñar el trabajo realizado por el Dr. Carmine Gentile en la Universidad de Sidney quien ha implementado el uso de esta técnica para reproducir tejido cardiaco en áreas necrosadas tras patologías cardiacas como por ejemplo un infarto
Otras aplicaciones exitosas de esta tecnología ha sido el desarrollo de organoides cerebrales para el estudio y búsqueda de soluciones en distintos casos de enfermedades neurológicas. Los resultados obtenidos hasta la fecha no resultan aval suficiente como para poder trasladarlo a fase clínica pero sin duda supondrá una acción clave en las primeras fases del testado de fármacos. Los grupos de investigación que trabajan en esta área específica apuestan porque los resultados supondrán una considerable reducción en cuanto al testado en animales se refiere así como un importante ahorro en costes para la industria farmacéutica.
Bioimpresión 3D de tejidos vivos humanos:
El uso de las tecnologías de fabricación aditiva, la impresión 3D, ha facilitado la posibilidad de a partir de un diseño digital reproducir complejas formas y estructuras pudiéndose además emplear distintos tipos de materiales para ello.
La aplicación de esta tecnología en la reproducción de estructuras que imiten los tejidos vivos humanos utilizando células autólogas (del propio paciente) es lo que a día de hoy se conoce como bio-impresión 3D.
Bioimprimir una matriz con células humanas supone una gran ventaja dado que permitirá reproducir resultados más cercanos a las condiciones que se producen en el cuerpo humano que los obtenidos con cultivos celulares en dos dimensiones.
En esta línea la compañía española Regemat 3D en colaboración con la también española Bioibérica trabajan con el objetivo del desarrollo de soluciones que mejoren la salud y la calidad de vida tanto humano como animal y vegetal. En esa carrera de fondo se embarcan en un proceso de innovación constante de sus sistemas de bioimpresión 3D con la finalidad de validarlos para nuevas aplicaciones.
‘’Hay diversos tipos de equipos de bioimpresión 3D en el mercado, nosotros hemos conseguido diferenciarnos gracias a la personalización de cada bioimpresora a la aplicación específica teniendo en cuenta las necesidades de cada uno de los grupos de investigación con los que trabajamos actualmente. Nuestro enfoque es científico- divulgativo y buscamos la validación de nuestro sistema para diferentes aplicaciones, por eso, apoyamos a todos nuestros colaboradores, ayudando a llevar sus resultados a fase clínica, pues tenemos experiencia en este campo con nuestra empresa de dispositivos médicos ‘’Breca Health Care’’. Cita Jose Manuel Baena, CEO de Regemat 3D y Breca Health Care.
Otra de las áreas de aplicación del testado animal es la industria cosmética en la que se recurre por ejemplo al cerdo para comprobar las reacciones que producen la aplicación de maquillajes sobre su piel, la transferencia que se produce entre las distintas capas de la piel al aplicar cremas antibióticas o antinflamatorias, o la capacidad de filtrado de los rayos UV de algunas fórmulas solares.
El inicio de la investigación del uso de la bioimpresión como alternativa al testado animal es relativamente reciente, lo que implica que aún no se haya conseguido resultados concluyentes que permitan una comparativa entre los obtenidos mediante el testado en animales y los obtenidos mediante el testado en estructuras y/o tejidos bioimpresos humanos. Queda por tanto aún mucho recorrido en estas líneas de investigación y el objetivo está aún relativamente lejos, para alcanzar dicho objetivo es necesario impulsar nuevas líneas de investigación, si bien es cierto que ya existen herramientas que facilitan la apertura de estas nuevas líneas.
Organ-on.a-chip:
Como su propio nombre indica, esta tecnología brinda a los investigadores la posibilidad de crecer células dentro de un chip de modo que puedan testar los fármacos en esos chips reduciendo sustancialmente los costes y de una forma mucho más rápida que en el modelo animal.
Esta tecnología pone a disposición de los grupos de investigación distintos tipos de chips, cada uno de ellos acorde al órgano que se desee reproducir, por tanto existen chips para crecer células y tejidos cardiacos, cerebrales, renales… Permite además reproducir sin límites en un mismo chip cualquiera de las condiciones que se dan en un órgano in-vivo. Resulta por ello una técnica que puede resultar tremendamente compleja en función del número de tejidos que se quieran llegar a conectar.
Un referente en el uso de esta tecnología es la madrileña plataforma 3D del hospital de La Paz (PITI3D) cuya coordinación es responsabilidad del CEO de Regemat 3D José Manuel Baena. En esta plataforma uno de los equipos de investigación se centra, entre otras aplicaciones de la bioimpresión 3D, en el desarrollo de un kit de organ-on-a-chip aplicado en tratamientos contra los tumores de cáncer de colon.
En este artículo se ha hecho referencia al uso de las tecnologías de bioimpresión 3D como alternativa al modelo animal en los procesos de testado de fármacos, pero la inclusión de la bioimpresión 3D en la investigación supone un amplio abanico de posibilidades en cuanto a sus aplicaciones.
A día de hoy las tecnologías y sistemas de bioimpresión 3D de Regemat 3D se aplican por ejemplo en la regeneración de córnea, en este campo La PITI3D del hospital de La Paz recientemente ha conseguido la adjudicación de un proyecto para la regeneración de córnea. Este proyecto supone un gran reto debido a la complejidad de la estructura de este tejido entre otros motivos, por ello resulta imprescindible desarrollar una biotinta que sea compatible con el paciente y que permita trasladar los resultados a fase preclínica para conseguir reproducir tejido corneal funcional.
Otras de las aplicaciones en la que también se trabaja en la actualidad es en la generación de piel trilaminar con una aplicación directa no sólo en quemados sino también en la regeneración de la piel necesaria en pacientes que padecen la patología de piel de mariposa.
En los más de 28 países de todo el mundo en los que Regemat se encuentra presente sus colaboradores trabajan en la generación de diversos tejidos además de los ya mencionados (cartílago, hueso, tejido cardiaco…) pero no sólo se trabaja en la generación de tejidos sino también en el desarrollo y testado de nuevos biomateriales, en esta área trabajan grupos de todo el mundo para encontrar el mix perfecto que permita imprimir órganos funcionales y validar biotintas para aplicaciones específicas, enfermedades concretas y todo tipo de lesiones como por ejemplo la regeneración de lesiones osteocondrales en rodilla.
En esta misma línea de desarrollo y siempre alineados con las necesidades sentidas y expresadas por los investigadores en cuanto a sus líneas de investigación, Regemat 3D da un paso más hacia el desarrollo de sus equipos, iniciando el desarrollo de su línea de biorreactores para aplicaciones específicas, de forma que el tejido bioimpreso pueda ser sometido a procesos de biorreacción consiguiendo su maduración y obteniendo como resultado tejidos funcionales implantables que permitan regenerar o sustituir tejidos dañados
Este artículo sobre la alternativa de la bioimpresión 3D para el testado animal, ha sido debatido en los varios medios, por si quieres seguir leyendo sobre este mismo asunto, puedes hacerlo aquí:
