Investigadoras del IBEC, con sede en el Parque Científico de Barcelona, describen en la revista Journal of Biprinting una nueva biotinta para crear piel humana mediante un sistema de bioimpresión 3D basado en luz visible, y empleando nuevos hidrogeles de polímeros N-PLN. Este estudio supone una estrategia prometedora para el desarrollo de nuevos tejidos cutáneos obtenidos con bioingeniería, fácilmente reproducibles y rentables económicamente, un avance particularmente beneficioso en ensayos preclínicos de productos cosméticos y farmacéuticos, y abre camino a la creación de complejos modelos in vitro de tejidos humanos.

La demanda de tejidos cutáneos sintetizados en el laboratorio ha aumentado mucho en los últimos años por sus aplicaciones en entornos clínicos, como la sustitución de piel y los apósitos avanzados para heridas, así como en escenarios preclínicos para testar nuevos fármacos y cosméticos y desarrollar modelos de enfermedades.

Un tejido de piel sintetizado mediante bioingeniería debe ser fácil de preparar, resistente mecánicamente y propicio para la adhesión y el crecimiento celular, tanto en el compartimento epidérmico como en el dérmico. Debe lograr un equilibrio entre la elasticidad y la estabilidad mecánica, y a la vez, proporcionar un microambiente celular adecuado para contener los diferentes compartimentos de la piel humana. Y uno de los puntos clave del proceso la correcta elección del material del “andamio” sobre el que se construirá el tejido.

Recientemente, un equipo de científicas liderado por Elena Martínez, investigadora principal del grupo Sistemas Biomiméticos para Ingeniería Celular del IBEC, han publicado en la revista International Journal of Bioprinting un trabajo que ayudará a abordar y resolver estas cuestiones. En concreto, presentaron una biotinta entrecruzable mediante luz láser, diseñada para sintetizar piel humana, basada en formulaciones de tiol-norborneno-pululano (N-PLN) combinadas con varios fotopolimerizadores.

Esta nueva biotinta se utilizó de manera efectiva en una bioimpresora de escritura por láser desarrollada en el laboratorio, para generar matrices dérmicos epitelializadas. El compartimento dérmico se formó mediante la fotopolimerización de una solución de prepolímero que contenía fibroblastos humanos, mientras que el compartimento epidérmico se desarrolló sembrando queratinocitos humanos en los hidrogeles previamente generados con fibroblastos embebidos. Utilizando luz visible, se pudieron imprimir hidrogeles de 2,5 mm³ con células en su interior, en solo 10 segundos. La química de fotopolimerización mediante formulaciones de tiol empleada en este estudio creó una matriz extracelular bien definida con reticulaciones ortogonales, manteniendo altas tasas de viabilidad celular para fibroblastos encapsulados.

Este estudio supone una estrategia prometedora para desarrollar un modelo de piel humana utilizando un sistema de bioimpresión 3D basado en luz hecho a medida y usando nuevos polímeros N-PLN. Estos hidrogeles, formados después de una breve exposición a la luz visible a baja dosis, exhiben las propiedades fisicoquímicas necesarias para proporcionar una excelente viabilidad, proliferación y elongación celular, así como la secreción de proteínas de matriz extracelular, cruciales para la correcta formación de los tejidos. Además, los hidrogeles con fibroblastos embebidos apoyan la adhesión y crecimiento de los queratinocitos encima, lo que permite la formación de matrices dérmicas epitelializadas.

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» Artículo de referencia: Angela Cirulli, Livia Neves Borgheti-Cardoso, Núria Torras, Elena Martínez. Mimicking human skin constructs using norbornene-pullulan-based hydrogels. International Journal of Bioprinting 3395. DOI: https://doi.org/10.36922/ijb.3395