¿LA TECNOLOGÍA Y BIOLOGÍA SERÁN COMPATIBLES?

Un grupo de científicos de la Universidad de Linköping, la Universidad de Lund y la Universidad de Gotemburgo, todas en Suecia, han cultivado electrodos en tejidos vivos en el cerebro, el corazón y las aletas caudales del pez cebra y alrededor del tejido nervioso de las sanguijuelas medicinales.


Los investigadores han desarrollado con éxito electrodos en tejido vivo, utilizando las moléculas del organismo como activadores. Los resultados aplanan el camino para la formación de circuitos electrónicos totalmente integrados en organismos vivos.

Este avance ha supuesto un cambio para la bioelectrónica. Pues, durante varias décadas se ha intentado crear electrónica que imitara la biología, ahora dejamos que la biología cree la electrónica por nosotros, ya no es necesario “implantar” electrodos en los sistemas biológicos, sino que los mismos pueden crecer y “cultivarse” en el interior de los organismos vivos, inyectando un gel viscoso que inicia los procesos electrónicos en el cuerpo.

Vincular la electrónica al tejido biológico es importante para comprender funciones biológicas complejas, combatir enfermedades cerebrales y desarrollar futuras interfaces entre el hombre y la máquina.

Para salvar esta brecha entre biología y tecnología, los investigadores desarrollaron un método para crear materiales blandos, sin sustrato y conductores electrónicos en tejidos vivos.

El nuevo método creado por los especialistas permite desarrollar materiales conductores electrónicos suaves, sin sustrato y en tejido vivo. Inyectando un gel que contiene enzimas que actúan como moléculas de ensamblaje, luego de ser inyectado entra en contacto con las moléculas endógenas del cuerpo. En ese momento, se vuelve azul e indica su conversión exitosa como conductor eléctrico. El contacto con las sustancias del cuerpo modifica la estructura del gel y lo hace eléctricamente conductor, una propiedad que no poseía antes de la inyección. Dependiendo del tejido, también se puede ajustar la composición del gel para poner en marcha el proceso eléctrico. El equipo logró formar electrodos en el cerebro, el corazón y las aletas caudales del pez cebra y alrededor del tejido nervioso de las sanguijuelas. Los animales no sufrieron daños por el gel inyectado ni se vieron afectados por la formación de electrodos.

El punto a subrayar, es que las moléculas endógenas del cuerpo bastan para desencadenar la formación de electrodos. No hay necesidad de modificación genética ni de señales externas, como luz o energía eléctrica, que han sido necesarias en experimentos anteriores.

 

Fuentes: Elperiódico, Ecoavant

LAS CÉLULAS SENESCENTES PUEDEN AYUDAR A CURAR LOS TEJIDOS DAÑADOS

En la Universidad de California (Estados Unidos) investigaron que no todas las células senescentes se deben eliminar, sino que hay algunas de ellas que contribuyen a la reparación de algunos tejidos dañados. Las células senescentes son células viejas y desgastadas que se creía que su única función era dañina, ya que tampoco tienen la capacidad de producir células nuevas. En cambio, en lugar de morir como las células envejecidas normales, siguen viviendo y escupiendo un cóctel de compuestos inflamatorios que forman un fenotipo causante de ciertas enfermedades como el Alzheimer, la artritis y otros males relacionados con la vejez, incluido el cáncer. Por eso se les denominó coloquialmente "células zombis".

“Las células senescentes pueden ocupar nichos con posiciones privilegiadas como centinelas que monitorean el tejido en busca de lesiones y responden estimulando a las células madre cercanas para que crezcan e inicien la reparación”, explica Tien Peng, MD, profesor asociado de Medicina Pulmonar, Cuidados Intensivos, Alergias y del Sueño y autor principal del estudio. 

Después de descubrir lo dañinas que podían llegar a ser, comenzaron a utilizar senolíticos para eliminarlas y consiguieron grandes avances en los que disminuían significativamente las enfermedades relacionadas con la edad y extendió su vida útil. Los investigadores experimentaron con las células senescentes combinando un gen muy activo en ellas con una proteína verde fluorescente y las observaron con una luz ultravioleta, lo que permitió poder verlas en su hábitat natural de tejidos vivos. 

En su estudio, observaron esta combinación de células senescentes con la proteína junto a las células madre en la membrana protectora de tejidos jóvenes y sanos y de hecho comienzan a aparecer poco después del nacimiento. Determinaron que tenían funciones de crecimiento para estimular a las células madre a crecer y reparar los tejidos, además de evitar que ciertas células dañinas entren al cuerpo. También encontraron esta misma estructura con células senescentes en otros órganos de barrera, como el intestino delgado, el colon y la piel, y sus experimentos confirmaron que los tejidos se veían afectados negativamente si las células senescentes se eliminaban con senolíticos.

“Los estudios sugieren que la investigación de los senolíticos debería centrarse en reconocer y atacar con precisión las células senescentes dañinas, tal vez ante los primeros signos de enfermedad, dejando intactas las útiles. Estos hallazgos enfatizan la necesidad de desarrollar mejores medicamentos y moléculas pequeñas que se dirijan a subconjuntos específicos de células senescentes que están implicadas en la enfermedad, en lugar de en la regeneración”, dice Leanne Jones, directora del Instituto del Envejecimiento Bakar de la Universidad de California en San Francisco.

Fuente: Salud Diario, Infosalus

ABIERTO UN BANCO DE TEJIDOS Y CÉLULAS DE ANIMALES EN EL SUR DE EUROPA

Más de 30.000 especies animales se encuentran actualmente en peligro de extinción, según lo determina la Unión Internacional para la Conservación de la Naturaleza, una cifra que aumenta cada año.

En este contexto donde la biodiversidad está cada vez más amenazada y donde nos enfrentamos a una extinción masiva, la preservación de la materia animal para las generaciones futuras es una prioridad.

Ante esta situación, la Fundación Zoo impulsa y coordina el proyecto BioBanc para la conservación, un proyecto global destinado a preservar biomateriales y viables, y a facilitar el estudio de los animales de forma invasiva , dando prioridad a la investigación que a la conservación de la especie. ahora y en el futuro.

El BioBanc está organizado en torno a dos ramas: Banco de tejidos viables y gametos de la Universidad de Barcelona y un Banco de líneas celulares, denominado en el Instituto de Biología Evolutiva. Se trata de un proyecto enmarcado en el Nuevo Modelo Zoológico de Barcelona aprobado en 2019, con la educación y la conservación como ejes estratégicos.

Es así como dinamizamos el trabajo a favor de la preservación de la biodiversidad, en particular de las especies amenazadas, que la investigación ocupa un lugar prioritario en su actividad.

El proyecto BioBanc pretende homogeneizar de forma eficiente muestras de tejido y células de especies animales que hasta ahora han estado, no solo en el Zoo de Barcelona sino en otras procedencias.
Con todo ello, se quiere contribuir a la preservación de las especies a través de la gestión informada, tanto desde el punto de vista molecular, ecológico como poblacional.

A partir de 2018, la Fundación Zoo de Barcelona trabaja con el Instituto Evolutivo de Biología (IBE). El CryoZoo es parte del área de trabajo creativa en torno a las líneas celulares y nació con la intención de ser europeos equivalentes al zoológico congelado de San Diego, una organización pionera desde su creación en 1964 y fue reconocida en el mundo del mundo. Esta área, con una colección de 10,000 líneas celulares de más de 900 especies; El más grande del mundo.

SUPERVIVENCIA DE ALGUNOS PATÓGENOS

Se ha descubierto por qué algunas bacterias pueden sobrevivir a la terapia con antibióticos y provocan recaídas de las infecciones gracias a un grupo de investigación de la Universidad de Basilea, en Suiza.

Algunas infeccionen están causadas por bacterias y suelen poder tratarse bien con antibióticos, al menos mientras las bacterias no sean resistentes. Sin embargo, no siempre se puede lograr la erradicación total de las bacterias.

Investigadores emplearon la llamada tomografía de dos fotones en serie para demostrar que hay ciertas zonas en el tejido en las que la Salmonella causante de la fiebre tifoidea puede sobrevivir más o menos sin verse afectada por las defensas inmunitarias del organismo.

Se tomaron imágenes de bazos de ratones infectados donde la mayoría de las salmonelas viven en la llamada pulpa roja del bazo, la estación de reciclaje de los glóbulos rojos.

Descubrieron que los antibióticos necesitan la ayuda del sistema inmunitario para eliminar todas las bacterias. Los neutrófilos tienen que trabajar junto con el antibiótico durante varios días. Sin embargo, en la pulpa blanca hay pocos neutrófilos y su número se reduce durante el tratamiento. Al desaparecer el apoyo de los neutrófilos del huésped, el antibiótico por sí solo no puede erradicar la Salmonella local. 

El equipo de investigación, para superar este problema ha intentado reforzar las defensas del organismo con la ayuda de una terapia inmunológica aplicada simultáneamente. Bumann nos explica que "Este enfoque puede ayudar a estimular el sistema inmunitario y a mantener una alta densidad de neutrófilos durante más tiempo"

Fuente: Infosalus

DESCUBRIMIENTO DE UN NUEVO MÚSCULO

El músculo del masetero, un músculo localizado en la mandíbula y bien conocido por ser el más prominente de esta, es posible su reconocimiento si colocamos nuestros dedos en la parte posterior de las mejillas y apretamos los dientes, el músculo que se tensa es el masetero inicialmente compuesto de dos capas una superficial y otra más profunda, pero recientes descubrimientos han demostrado que este músculo tiene una nueva parte incluso más profunda que la anterior. Los descubridores han propuesto su incorporación en los libros de anatomía con el nombre de Musculus masseter pars coronidea (es decir, la sección coronoidea del masetero), ya que este proceso muscular es llamado coronoide. 

Este proceso de estudio comenzó por la idea de que la literatura con respecto a este músculo existente no es clara y a veces es contradictoria. 

El masetero a veces se describe con una sola capa, a veces con dos y cuando se ha descrito con tres capas, se ha visto como una variación particular, que los expertos decidieron investigar.

Para lograr este descubrimiento, los investigadores estudiaron la estructura de la musculatura de la mandíbula, imágenes tomográficas, secciones de tejido de personas muertas que donaron sus cuerpos a la ciencia y datos de resonancia magnética de una persona viva.

De esta manera, identificaron esta tercera capa profunda, asociada al proceso muscular de la mandíbula inferior.

Sin embargo, la función de este nuevo músculo es totalmente diferente a las de sus dos capas continuas, La primera capa se encarga de elevar la mandíbula, la segunda ayuda a que no se vaya ni hacia atrás ni hacia adelante; pero esta sección profunda del músculo masetero se distingue claramente de las otras dos capas en términos de su función y disposición. La disposición de las fibras musculares sugiere que esta capa está involucrada en la estabilización de la mandíbula inferior. También parece ser la única parte del masetero que puede tirar de la mandíbula inferior hacia atrás, es decir, hacia la oreja la ayuda a retractar la mandíbula, estabilizarla y cerrarla.

Este hallazgo resulta importante para odontólogos y cirujanos, ya que indica que el masetero está formado y se comporta de una manera distinta a lo que hasta ahora se había pensado. Además, demuestra que incluso después de todos los estudios anatómicos realizados en el cuerpo humano aún hay partes desconocidas.

Fuentes: El Confidencial, iSanidad.

CREAN E IMPLANTAN UN OJO IMPRESO EN 3D

Un hombre británico es el primer paciente del mundo al que se le implanta un ojo impreso en 3D, según el Hospital Moorfields Eye de Londres.

La tecnología de impresión 3D es un motor imprescindible en campos como la construcción o la medicina. Gracias a la bioimpresión, un método que permite crear estructuras celulares a partir de biotintas cargadas con células madre, se podrá suplir la falta de donantes de órganos. El proceso para conseguir imprimir tejidos biológicos no es nada sencillo. Empieza en el laboratorio. Allí los científicos toman muestras de tejidos o células madre del paciente y se cultivan esperando que se multipliquen sobre una placa de Petri. Después de ello, esas células se transforman en una especie de tinta biológica, que es la que se utiliza en la bioimpresión. Una vez que se cuenta con ese biomaterial, se carga en un cartucho, y la impresora se programa para imprimir diferentes tejidos u órganos, a la medida de lo que requiere el paciente. En el proceso de impresión, la tinta es depositada capa por capa siguiendo el patrón previamente programado y dictado por la impresora. Durante este proceso, se deposita un gel que funciona como pegamento hasta que poco a poco, se consigue el resultado deseado. Al final, el gel es extraído y el producto final puede ser empleado.

Cada vez son más los laboratorios que imprimen tejidos y órganos en 3D, realizando implantes de hígados, riñones e incluso ojos, (como ocurre en este caso). Su objetivo es darle a estas prótesis 3D un uso eficiente basándose en las necesidades de cada paciente.

Steve Verze, un ingeniero británico de 47 años, recibió el ojo izquierdo en noviembre de 2021, convirtiéndose en el primer paciente que recibe una prótesis ocular totalmente digital creada con bioimpresión 3D. Este ojo está diseñado para conseguir profundidad real de la pupila y una definición más clara. Los ojos protésicos acrílicos, es decir, otros diseños anteriores, consistían en un iris pintado a mano sobre un disco, que se incrustaba en la cuenca del ojo. Este diseño, además de ser menos realista, evitaba que la luz llegara correctamente a la profundidad del ojo. También implicaba hacer un molde de la cuenca del ojo, sin embargo, en el caso del ojo impreso en 3D, sólo es necesario escanear esa cavidad para obtener una imagen detallada. 

Además de todos estos beneficios, la velocidad de creación de la prótesis 3D es otra ventaja, necesita mucho menos tiempo para producirse. Este factor es determinante, ya que agilizaría mucho las interminables listas de pacientes que necesitan órganos donados. La prótesis se puede crear en 2 horas y media, aunque después se debe llevar a un oftalmólogo para pulirla y adaptarla. Este proceso tarda entre 2-3 semanas frente a las 6 semanas o más que suele durar el proceso de fabricación de las prótesis comunes. La imagen en 3D generada de esta prótesis ocular, se mandó a Alemania para ser impresa antes de ser enviada de regreso al Reino Unido, donde fue terminada por un oftalmólogo del Hospital Moorfields Eye. El profesor Mandeep Sagoo, líder clínico del proyecto en el Hospital Moorfields Eye y profesor de oftalmología y oncología ocular en el University College de Londres, expresó en un comunicado su emoción por el potencial del nuevo método de desarrollo. Es un fantástico avance, ya que se aproxima que más de 8 millones de personas en todo el mundo llevan una prótesis ocular y en los últimos 50 años no se habían desarrollado avances significativos. 

Algunos de los logros que se han realizado en el ámbito de impresión 3D de células, órganos y sobre todo tejidos son:

En 2012, una mujer belga de 83 años recibió su primera mandíbula producida por una impresora 3D, mientras en 2013 se obtuvieron los primeros tejidos artificiales que se comportan como vivos. Para crear tejidos se deben utilizar biomateriales compatibles con el organismo del cuerpo humano, intentando reducir al mínimo la posibilidad de rechazo. Suelen ser polímeros biodegradables de gran utilidad.

En 2014, fue el turno de la tráquea impresa a partir de células del paciente. En este año también se produjeron los primeros bronquios artificiales y los vasos sanguíneos sintéticos.

La impresión 3D triunfó en Italia en octubre de 2019, en el Instituto Ortopédico Rizzoli di Bologna, fue reconstruido un tobillo entero con una prótesis impresa hecha a medida en un paciente de 57 años.

Estas son algunas de las muchas prótesis que se han realizado a lo largo de estos años, manteniendo siempre como objetivo la producción individualizada y personalizada de cada paciente. Además, esta técnica podría acabar por completo con los ensayos clínicos en animales, gracias a la creación de modelos reproductibles de tejido humano. También fomenta el uso de la medicina regenerativa, la bioimpresión puede producir tejidos complejos que reparan las zonas afectadas del paciente. Aun así, un inconveniente es que la posición de las células 3D es muy complicada, ya que se mueven dentro de las estructuras impresas y pueden llegar a romperlas con facilidad. Pero permiten incorporar los nutrientes al resto del cuerpo y la circulación de la sangre.

Está claro que la medicina va ligada a la tecnología, y en un futuro estos métodos, como la bioimpresión, facilitarán la investigación de nuevas enfermedades.

Fuente: El Mundo, Medicina y Salud, Infotecnovisión, Ámbito

CIENTÍFICOS DESARROLLAN LOS ORGANOIDES MÁS COMPLEJOS

Los seres humanos son complicados de estudiar en la biología, pero debido al gran progreso en el cultivo de células madre, se han podido engendrar organoides, que son compuestos de células desarrolladas en matrices tridimensionales específicas, que dan lugar a órganos en miniatura simplificados que mantienen varias funciones fisiológicas. Estos llamados organoides, copian las funciones de órganos reales, pero en un tamaño menor, esto permite examinarlos sin tener que utilizar órganos reales en el estudio.

Existen diversos tipos de organoides que se generan aplicando células madre adultas, las cuales se encuentran en un tejido determinado de nuestro cuerpo y generan los tipos de células maduras específicas dentro de ese tejido u órgano, y las células madre pluripotentes, que son células que pueden transformarse en cualquier tejido del organismo con exclusión de la placenta. Estos tipos de organoides son capaces de cambiar distintos órganos y tejidos, como el intestino delgado, el hígado y el esófago.

Cell Stem Cell ha informado sobre una generación de mini estómagos complejos in vitro. Muchos organoides estomacales están compuestos exclusivamente por células epiteliales, un tipo de células que recubren las superficies del cuerpo, ha anunciado Investigación y Ciencia.

Temas como el consentimiento de las personas donantes de células y el procedimiento con muestras, es punto de mira de cuestiones éticas, también, hay dudas sobre que tipos de células madres se emplean para formar los mini órganos. 

Seria controversial el hecho de que las células madre utilizadas en estos experimentos fuesen células madre embrionarias, esto ocasionaría problemas éticos. El uso de células madre embrionarias implicaría la destrucción de embriones humanos, lo que su utilización seria éticamente inadmisible.

De igual modo, existen células semejantes a las células madre embrionarias que son elaboradas a partir de células adultas, llamadas células madre adultas o células iPS, estas células similares no destruirían embriones humanos y podrían ser éticamente aceptadas.

Ha sido confirmado por el articulo previamente comentado que han sido utilizadas tanto células madre embrionarias como células iPS. Esta investigación es muy importante para futuros descubrimientos médicos, pero es éticamente inaceptable el uso de células madre embrionarias y destrucción de embriones humanos. Los científicos a cargo de esta investigación han señalado que se ha encontrado ventajas de un tipo celular sobre el otro, por lo que no podría estar justificado el uso de células madre embrionarias.

Fuentes: Observatorio de bioética, Investigación y ciencia

FABRICACIÓN DE REPUESTOS PARA EL CUERPO HUMANO CON LA BIOIMPRESIÓN DE TEJIDOS

Los diccionarios científicos deben hacer espacio a un nuevo vocablo: “la bioimpresión”, que es un procedimiento mediante el cual se desarrollan tejidos biosintéticos utilizando impresoras y técnicas de 3D.

En 2012, el grupo de investigación en medicina regenerativa del Centro Médico Baptista Wake Forest (Winston-Salem, E.E.U.U.) dirigido por el doctor Anthony Atala, consiguió crear tejido cartilaginoso combinando dos procesos de fabricación en los que se utilizó dos máquinas: por un lado, una máquina de electrohilado o electrospinning que se encargaba de crear capa a capa una serie de matrices o redes flexibles y porosas de polímeros sintéticos por medio de una corriente eléctrica; y por el otro, una impresora de inyección de tinta modificada, que usa la matriz de polímeros anterior para depositar en ella células cartilaginosas obtenidas de la oreja de un conejo como si fueran gotas de tinta que se multiplican una vez adheridas a esta red.

Combinando estos dos sistemas, estos científicos consiguieron crear un cartílago con estructura sintética y contenido biológico. Así, el material sintético asegura las propiedades de resistencia y flexibilidad, mientras que el gel celular ofrece un ambiente adecuado para el crecimiento celular.

Después de obtener este tejido biosintético, lo cultivaron durante dos semanas en el laboratorio, viendo que había multiplicación celular. Y en una siguiente fase, tomaron muestras y lo implantaron en las orejas de varios grupos de animales. Dos meses después, volvieron a analizar el tejido implantado y comprobaron que seguía vivo y que conservaba la característica resistencia y elasticidad propias del tejido cartilaginoso.

Pero en 2016 han optimizado el procedimiento anterior con una nueva bioimpresora llamada ITOP, cuyas siglas en inglés significan “sistema integrado de impresión de tejidos y órganos” y que puede realizar el desarrollo ella sola por completo: crea una matriz de polímeros con la estructura básica del tejido a imprimir, y sobre ella inyecta un hidrogel enriquecido con las células de conveniencia (mioblastos, condrocitos, células madres embrionarias,...).

El éxito de la investigación con esta nueva bioimpresora se basa en que a los seis días de conseguir el biomaterial impreso, se observó reproducción celular, y se confirmó su viabilidad estructural y funcional tras superar la supervivencia celular el 90% de los implantes realizados en diferentes tipos de animales, y que todos ellos se reprodujeron generando nuevo tejido. Además el punto esencial de esta regeneración parece ser que fue el haber incluido una serie de microcanales por donde el oxígeno y los nutrientes pudieron circular dentro de la matriz impresa.

Ahora el objetivo de este equipo de investigación que dirige el doctor Atala está en crear tejido que pueda ser trasplantado en pacientes humanos.

Se cree que en un futuro cercano, se podría replicar exactamente los tejidos y órganos más complicados del cuerpo humano con la consistencia, dimensión, propiedades biológicas y mecánicas que permitan restaurar la función de un tejido o un órgano y ser incorporados en pacientes que necesiten reemplazar una parte de su cuerpo por otra enferma, que no funcione o para curar enfermedades crónicas.

Fuentes: La Sexta, El País, Investigación y Ciencia

¿HAY ALGUNA FORMA DE REPARAR EL CORAZÓN?

Combinando algunos conocimientos de la química, la física, la biología y la ingeniería, científicos de la Universidad McGill de Canadá, han desarrollado un biomaterial que es lo bastante resistente como para reparar el corazón, los músculos y las cuerdas vocales, lo que supone un avance enorme para la medicina regenerativa, según se publica en la revista "Advanced Science".

Guangyu Bao, candidato a doctor en el Departamento de Ingeniería Mecánica de la Universidad McGill, explica que las personas normalmente hacen frente a un recorrido largo y complicado cuando se recuperan de un daño cardíaco. La curación es un gran reto debido a que los tejidos deben soportar un constante movimiento cuando el corazón late. Pasa lo mismo con las cuerdas vocales. Hasta ahora no existía ningún material inyectable lo suficientemente resistente para realizar este trabajo.

El equipo que dirigía el profesor Luc Mongeau y el profesor adjunto Jianyu Li desarrolló un nuevo hidrogel inyectable para reparar heridas. El hidrogel es un tipo de biomaterial que permite que las células vivan y crezcan, ya que les ofrece espacio para ello. Una vez inyectado en el cuerpo, el biomaterial crea una estructura estable y porosa que permite a las células vivas crecer o atravesar para reparar los órganos lesionados.

Los científicos demostraron la durabilidad de su hidrogel gracias a una máquina que desarrollaron para imitar la biomecánica extrema de las cuerdas vocales humanas. El nuevo biomaterial se mantuvo intacto después de vibrar a 120 veces por segundo durante más de seis millones de ciclos, en cambio, otros hidrogeles estándar no fueron capaces de soportar la tensión de la carga y se fracturaron en pedazos.

Dicen los científicos que a esta novedad también se le pueden dar otras aplicaciones, como la administración de fármacos, la ingeniería de tejidos y la producción de tejidos modelo para la selección de medicamentos. El equipo está investigando incluso la posibilidad de usar la tecnología de hidrogeles para producir pulmones con los que podamos probar los fármacos de COVID-19.

Fuentes: Con Salud, Telecinco