Nuevo método de bioimpresión 3D de tejido adiposo para aplicaciones en medicina regenerativa

El tejido adiposo, al actuar como un órgano endocrino, libera diversas moléculas que desempeñan un papel crucial en la reparación de otros tejidos dañados, incluida la piel. Esto sugiere que el tejido adiposo podría ser rediseñado para ayudar a regenerar órganos dañados. La tecnología de bioimpresión tridimensional (3D) ha revolucionado la medicina regenerativa al permitir la creación de tejidos y órganos 3D funcionales y diseñados, incluidos los tejidos adiposos. Sin embargo, las técnicas de biofabricación de tejidos existentes no pueden replicar la estructura densa y las gotitas de lípidos características de los tejidos adiposos nativos, lo que limita la aplicación terapéutica de los tejidos adiposos impresos en 3D. Para abordar este desafío, los investigadores han desarrollado un nuevo enfoque de biofabricación de tejido adiposo, según lo detallado en un estudio publicado en Advanced Functional Materials.

La innovación clave de este estudio, dirigido por investigadores de la Universidad Nacional de Pusan (Busan, Corea), fue la creación de una biotinta híbrida que combina un 1 % de matriz extracelular descelularizada derivada de tejido adiposo y un 0,5 % de alginato. Esta biotinta híbrida fue diseñada para restringir la migración de los preadipocitos, que son células precursoras de las células grasas, al mismo tiempo que promueve su diferenciación. En condiciones de cultivo convencionales, los preadipocitos tienden a proliferar y migrar, lo que dificulta la formación de gotitas de lípidos, fundamentales para las funciones del tejido adiposo. La biotinta híbrida desarrollada en este estudio preserva las propiedades fisiológicas del tejido adiposo.

Además, los investigadores determinaron que un diámetro de ≤ 600 µm era óptimo para garantizar el suministro de suficientes nutrientes y oxígeno al tejido adiposo fabricado. Asimismo, los tejidos adiposos bioimpresos con un espaciamiento de ≤ 1000 µm mejoraron la adipogénesis a través de la señalización parácrina. Estos tejidos adiposos bioimpresos en 3D, optimizados para su función, también aceleraron la migración de células cutáneas in vitro mediante la modulación de la expresión de proteínas involucradas en la migración celular, incluyendo MMP2, COL1A1, KRT5 e ITGB1.

Para evaluar los efectos in vivo de los tejidos adiposos bioimpresos, los investigadores prepararon un conjunto de tejidos que combinaba módulos adiposos y dérmicos. A continuación, este conjunto se implantó en ratones con heridas en la piel. Los resultados mostraron que el conjunto de tejidos promovía significativamente la cicatrización de las heridas al mejorar la reepitelización, la remodelación tisular y la formación de vasos sanguíneos. Además, el conjunto regulaba la expresión de proteínas implicadas en la diferenciación de las células cutáneas.

Estos hallazgos subrayan el potencial de la bioimpresión como una tecnología clave en la medicina de precisión y la salud regenerativa, impulsando avances en la innovación médica. Con la esperada comercialización de la tecnología de bioimpresión 3D y el consiguiente crecimiento del mercado de fabricación de tejidos personalizados, es probable que hospitales e instituciones de investigación adopten cada vez más sistemas de bioimpresión personalizada para tratamientos de pacientes y estudios médicos. Según los investigadores, el método desarrollado en este estudio tiene múltiples implicaciones para el futuro de la ingeniería de tejidos y la medicina regenerativa.

“Los tejidos endocrinos bioimpresos en 3D mejoraron la regeneración de la piel, lo que indica sus posibles aplicaciones en la medicina regenerativa”, afirmó el autor principal Jae-Seong Lee. “Si bien los procedimientos actuales de injerto de grasa sufren bajas tasas de supervivencia y reabsorción gradual, nuestras biotintas híbridas mejoran la función endocrina y la viabilidad celular, superando potencialmente estas limitaciones. Este enfoque podría ser particularmente valioso para el tratamiento de heridas crónicas como úlceras del pie diabético, úlceras por presión y quemaduras”.

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Universidad Nacional de Pusan