Sistemas in vitro para la recreación de un modelo de enfermedad gastrointestinal, tecnologías 3D que permiten estudiar la sensibilidad a fármacos en tiempo real de pacientes oncológicos, bioimpresión 3D que puede reproducir las vellosidades intestinales para obtener un modelo representativo del intestino humano o estructuras 3D microscópicas que pueden reproducir las características de los tejidos neuronales o intestinales, son algunos de los más recientes avances y tecnologías relacionadas con los cultivos 3D expuestos en el “7th 3D Cell Culture Conference”. Congreso en el que participamos. A continuación, detallamos los avances más destacados.
Tradicionalmente, los cultivos celulares se han desarrollado en modelos de 2 dimensiones, donde una monocapa celular se cultiva de forma estática sobre una superficie de crecimiento. En condiciones in vivo, los tejidos y órganos de los que estamos formados se encuentran en 3 dimensiones, por lo que en 2D las células deben adaptarse a un ambiente no fisiológico.
Se entiende por cultivo celular 3D al ambiente artificial recreado in vitro donde las células pueden crecer e interactuar con su entorno en las tres dimensiones simulando las condiciones in vivo. La implementación de estos cultivos resulta de especial interés para recrear el microambiente fisiológico celular y poder estudiar de forma más precisa la fisiopatología de distintas enfermedades, la respuesta a fármacos, las interacciones célula-matriz o la comunicación celular, entre otros.
Para conocer las nuevas tendencias y tecnologías relacionadas con los cultivos 3D así como la automatización de estos sistemas, durante los días 17 a 19 de abril, desde AINIA asistimos al “7th 3D Cell Culture Conference” organizado por la DECHEMA (Sociedad alemana de ingeniería química y biotecnología) en la ciudad alemana de Freiburg im Breisgau. El congreso contó con más de 30 presentaciones orales y 60 comunicaciones en formato póster donde se expusieron los más recientes avances en los 3 temas principales del congreso: Biología en sistemas microfisiológicos, Medicina personalizada y Bioimpresión 3D y Organoides.
Biología en sistemas microfisiológicos: órganos en chip
La tecnología órgano en chip permite la recreación de sistemas microfisiológicos in vitro. Mediante chips con canales donde sembrar las células diseñados específicamente según el órgano a recrear y tecnología de microfluídica, estos sistemas pueden simular el paso de fluidos propios del cuerpo humano por los órganos, proporcionando condiciones realistas para la administración de fármacos, toxicidad…sin tener que recurrir a modelos animales o estudios clínicos en pacientes.
En el congreso se mostró esta tecnología en la recreación de un modelo de enfermedad gastrointestinal, los avances en un modelo pancreático para el estudio del cáncer de páncreas o el desarrollo de tumores en chip para el estudio del impacto de distintos fármacos.
En AINIA estamos implementando la tecnología órgano en chip mediante el diseño y la optimización de intestino-en-chip, donde recreamos el ambiente microfisiológico del intestino humano.
Medicina personalizada: aumentando la eficacia de los tratamientos
Dentro de esta temática, se mostraron diferentes tecnologías 3D con el fin de estudiar de forma precisa a cada paciente para poder obtener tratamientos de forma personalizada.
Entre las distintas presentaciones, se puede destacar:
- Una plataforma para estudiar la sensibilidad a fármacos en tiempo real de pacientes oncológicos.
- Esferoides de cáncer colorrectal derivados de pacientes para predecir la respuesta a la quimioterapia.
- Ensayo coclínico que simula la administración de quimioterapia intravenosa en órgano en un chip.
Bioimpresión y organoides: primera aproximación al tejido in vivo
La bioimpresión 3D deriva de la impresión 3D convencional y permite, mediante una mezcla de células y biomateriales denominada biotinta, la deposición capa por capa de la biotinta para crear estructuras 3D, como tejidos y órganos. Por su parte, los organoides son estructuras 3D microscópicas que pueden reproducir de forma simplificada las características de los tejidos. A partir de un pequeño número de células y junto con distintos biomateriales, que proporcionan el soporte a las células, estas son capaces de autoorganizarse en un tejido tridimensional.
En el congreso se mostró como, mediante bioimpresión 3D, se pueden reproducir las vellosidades intestinales para obtener un modelo representativo del intestino humano. Por otra parte, se mostraron organoides con distintas aplicaciones, como organoides de piel con capacidad de crecer y diferenciarse durante más de 120 días, organoides neuronales o intestinales, para el estudio de distintas enfermedades.
Desde AINIA, y concretamente desde la Línea de estudios preclínicos in vitro, llevamos varios años apostando e implementando las distintas tecnologías 3D. Además del modelo de “intestino-en-chip” que estamos desarrollando, en proyectos como MAREA, HealthyTooth o COVIR II ya hemos aplicado la tecnología de bioimpresión 3D. Mediante la continuidad de dichos proyectos seguimos ampliando nuestros conocimientos, así como apostando por más técnicas 3D, como los organoides, en nuevos proyectos como PHARMANOVA.
Tras estas jornadas científicas, desde AINIA nos reafirmamos en nuestro interés en seguir implementando las tecnologías de cultivo en 3D, donde podremos obtener resultados mucho más realistas y ofrecer a nuestros clientes las más avanzadas técnicas en el campo de los cultivos celulares.
