Bioterapias a través del electrospinning del mañana
El futuro de la curación de enfermedades puede involucrar una jeringa, una fuente de alimentación de alto voltaje y soluciones de polímeros que se unen para diseñar tejidos. En este momento, investigadores de Mayo Clinic están estudiando estos diferentes elementos utilizando un electrohilador, un dispositivo que convierte fibras bioterapéuticas en una estructura — o plataforma — para tejer bioterapéuticos regenerativos.
Un electrohilador es casi como una rueca médica o un telar. Un electrohilador desencadena fuerzas eléctricas que agitan soluciones químicas en nanofibras o fibras microscópicas. Esto, a su vez, crea una base porosa favorable para el crecimiento de las células de sustitución.
“Un electrohilador puede imitar o producir una matriz de proteínas y moléculas que proporcionan una base para el crecimiento y el desarrollo de los tejidos, similar a lo que se encuentra en nuestros cuerpos”, explica la Ph. D Cheryl Myers, inmunobióloga de Mayo Clinic, en Arizona, que estudia las aplicaciones de la ciencia regenerativa. “Es similar a cuando se construye una casa, se necesitan la base y la estructura antes de empezar a poner el revestimiento en las paredes. El electrohilador proporciona la base para el crecimiento celular y la regeneración de tejidos.”
La capacidad del cuerpo para regenerar nuevas células y tejidos varía mucho. Algunos tejidos, como la piel, tienen una fuerte capacidad de regeneración. Sin embargo, el tejido que no está unido al suministro de sangre, como el cartílago, no se regenera ni se restaura. Esto puede resultar en afecciones como la osteoartritis de rodilla o de cadera que no tienen tratamiento más allá del reemplazo articular artificial.
La ingeniería de tejidos es una tecnología emergente que ofrece esperanza para reemplazar y reparar células, tejidos u órganos dañados. Los científicos también están estudiando si la tecnología del electrohilador se puede utilizar para regenerar huesos, cartílagos y vasos sanguíneos.
“Dependiendo de los tipos de solventes y polímeros (moléculas grandes) utilizados con el electrohilador, es posible tejer una pequeña estructura de fibra que proporciona una base para que el tejido de reemplazo pruebe las terapias para corazones, músculos o tendones dañados”, explica la Dra. Myers.
La Dra. Myers y su equipo están utilizando el electrohilador para probar la capacidad de regeneración de los tejidos para curar enfermedades que actualmente tienen pocas opciones terapéuticas. Por ejemplo, están evaluando si la máquina podría tejer tejidos que podrían convertirse en un implante de laringe bioimpreso en 3D y restaurar la función de los pacientes que han perdido parte de su laringe debido a alguna enfermedad.
El equipo también está estudiando si estas soluciones de curación pueden ser posibles a través de la investigación con el electrohilador:
- Pegamentos para la piel para curar heridas crónicas y no curativas que no han respondido a otros tratamientos.
- Pegamentos ortopédicos para regenerar el cartílago dañado alrededor del manguito rotador en el hombro.
Como ocurre con la mayoría de los estudios científicos, se espera que los investigadores enfrenten desafíos a medida que aporten nuevas herramientas para la atención clínica. La Dra. Myers y su equipo están tratando de comprender los compuestos químicos adecuados, los factores de crecimiento y las células necesarias para el crecimiento de los tejidos. Esta tecnología requerirá pruebas adicionales en ensayos clínicos si avanza hacia la atención al paciente.