tejido hepático humano

tejido hepático humano

Las imágenes de las partes impresas-3D del tejido hepático biomimético: células hepáticas derivadas de células madre pluripotentes inducidas humanas (izquierda), endoteliales y células mesenquimales supporing (centro), y la combinación organizada resultante de múltiples tipos de células (derecha). Crédito de la imagen: Laboratorio Chen, Universidad de California en San Diego.

Los investigadores dijeron que el avance podría ayudar a las compañías farmacéuticas a ahorrar tiempo y dinero en el desarrollo de nuevos fármacos.

“Normalmente se tarda unos 12 años y $ 1.8 mil millones para producir un medicamento aprobado por la FDA”, dijo Shaochen Chen, profesor NanoIngeniería de la Escuela Jacobs de UCSD de Ingeniería. “Eso es porque más del 90 por ciento de los medicamentos no pasan las pruebas con animales o ensayos clínicos humanos. Hemos hecho una herramienta que las empresas farmacéuticas podrían usar para hacer estudios piloto sobre sus nuevos fármacos, y que no vamos a tener que esperar hasta que los ensayos en animales o humanos para poner a prueba la seguridad de un fármaco y la eficacia en los pacientes. Esto le permitiría a centrarse en los fármacos candidatos más prometedores antes en el proceso “.

Chen y Shu Chien, profesor de Medicina y Bioingeniería, director del Instituto de Ingeniería en Medicina de la Universidad de California en San Diego y receptor de la Medalla Nacional de Ciencia, son co-autores principales del estudio.

El hígado juega un papel fundamental en la forma en que el cuerpo metaboliza los fármacos y produce proteínas clave. Esto es por qué los modelos de hígado cada vez más se están desarrollando en el laboratorio como plataformas para la detección de drogas. Sin embargo, los modelos existentes hasta el momento carecen tanto el complejo de micro-arquitectura y diverso maquillaje de células de un hígado real.

El equipo de la UC San Diego ha diseñado un modelo de tejido hepático humano que se asemeja más a la cosa real de una combinación diversa de las células del hígado y las células de apoyo organizados sistemáticamente en un patrón hexagonal.

“Hemos diseñado un tejido hepático funcional que coincida con lo que verías con un microscopio”, dijo Chen.

“El hígado es el único que recibe un suministro de sangre dual con diferentes presiones y componentes químicos. Nuestro modelo tiene el potencial de reproducir este sistema intrincado suministro de sangre, proporcionando así la comprensión sin precedentes del complejo de acoplamiento entre la circulación y las funciones metabólicas del hígado en la salud y la enfermedad “, dijo Chien, que estudia cómo el flujo sanguíneo y la presión afectan a los vasos sanguíneos.

Para ello, el equipo emplea una tecnología novedosa bioprinting desarrollado en el laboratorio de Chen, que puede producir rápidamente microestructuras complejas en 3D que imitan las características sofisticadas que se encuentran en los tejidos biológicos. El tejido hepático fue impreso en dos pasos. En primer lugar, el equipo imprime un patrón de panal de hexágonos 900 micrómetros de tamaño, cada una de las células del hígado que contienen derivados de células madre pluripotentes inducidas por el hombre. Una ventaja de las células madre pluripotentes inducidas por el hombre es que son específicos para cada paciente, lo que los hace ideales materiales para la construcción de plataformas de cribado de fármacos específicos para cada paciente. Y ya que estas células se derivan de células de la piel de un paciente, los investigadores no necesitan para extraer las células del hígado para construir el tejido del hígado.

En el siguiente paso, se imprimieron las células endoteliales y mesenquimales de soporte en los espacios entre los hexágonos que contiene tallo-células.

La estructura de un entero milímetro cuadrado de 3 x 3, 200 micrómetros de espesor, sólo tarda segundos para imprimir. Esta es una gran mejora sobre otros métodos para imprimir modelos de hígado, que normalmente tienen horas.

“Creo que esto servirá como una gran herramienta de detección de drogas para las compañías farmacéuticas y de que nuestra tecnología 3D bioprinting abre la puerta para la impresión específica del paciente órgano en el futuro”, dijo Chen.

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