Universitarios fabrican microchips 3D para cultivo celular

Microtecnólogos de la UNAM fabrican microchips 3D para cultivo celular que permitirán a biólogos y médicos entender mejor algunos procesos patológicos y saber cómo los fármacos afectan realmente a las células de un paciente.

Estos andamiajes, que biomimetizarán el entorno natural de las células, serán producto del estudio y fabricación de dispositivos microestructurados para cultivo celular, proyecto que cuenta con el apoyo PAPIIT (Programa de Apoyo a Proyectos de Investigación e Innovación Tecnológica) de esta casa de estudios.

Desde hace dos años, Mathieu Hautefeuille elabora andamios en el Taller de Óptica Láser de la Facultad de Ciencias de la UNAM.

Pero diseñarlos para que “permitan biomimetismo”, surgió a iniciativa de biólogos y médicos por su necesidad de trabajar con células in vitro que sean las mismas que in vivo, señaló el universitario.

Una célula humana no es la misma en nuestro cuerpo que en una caja de Petri. Al sembrarla aquí, en minutos cambia de tal forma que al estudiarla ya es otra.

Marina Macías Silva, del Instituto de Fisiología Celular (IFC), explicó que al analizar la genética de un hepatocito in vitro, se observó que su expresión genética nada tenía que ver con la de una célula de hígado.

Crear esas “casitas” con estructura geométrica tridimensional, hechas a la medida de una célula de pulmón, de hígado o de piel, es una apuesta mundial de grupos que hacen andamiajes, entre ellos el que encabeza el microtecnólogo Hautefeuille.

Diseñar microchips que se biomimeticen implica fabricarlos con características similares (estructura, rigidez y propiedades físico-químicas, entre otras) a las de la matriz que soporta las células en el cuerpo humano.

En una primera etapa, el universitario y sus colaboradores buscan que sean inertes, para que no haya propiedad química que afecte a la célula.

Luego se trabajará con biólogos para incorporar compuestos químicos como vía de señalización entre células, como el silicón es un material poroso, se podrán liberar “poco a poco”, dijo.

Físicamente se pretende controlar la rigidez para que el andamio se parezca lo más posible a la matriz natural de la célula. Para eso se construyen con materiales que permitan un amplio rango de viscoelasticidad, que soporten desde células de pulmón, hasta cartílago.

Serán a la medida del ambiente de cada célula. Su forma geométrica podrá ser un cuadro, un círculo o una rejilla del tamaño más conveniente, en escalas similares a las de las células. Esa, apuntó, es una ventaja de nuestro proyecto. Se podrán fabricar con la forma que soliciten biólogos y médicos.

Los materiales con que se elaboran son polímeros biocompatibles. Se busca que le guste a la célula, para que no la vaya a dañar o no haya respuesta inmune; que no la rechace por si en un futuro se implanta en el cuerpo, aunque hoy el objetivo es que sea una especie de caja de Petri, resaltó Hautefeuille.

Así, se podría dar servicio a la industria farmacéutica. Estas estructuras serían de gran utilidad para saber qué impacto tiene cierto fármaco en algunos tipos de células. Además serán personalizadas; a un paciente se le podrá tomar una biopsia y probar una serie de drogas o sustancias en sus células depositadas en andamios 3D.

En una cirrosis o fibrosis, el hígado ya no tiene esa funcionalidad porque las células mismas ya no hacen su labor. En estos casos, mientras se espera el trasplante de órgano, podrían ser de utilidad para estudios celulares.

No sustituirían un órgano, no es su función. No podemos pensar todavía en eso, pero a futuro se espera llegar a tener un órgano completo, sintético, con este método u otro, concluyó Hautefeuille.

En el diseño, microfabricación y caracterización de estos soportes celulares participan ingenieros, biólogos, físicos, médicos y estudiantes de diversos posgrados y licenciaturas de la UNAM, así como de los institutos nacionales de Ciencias Médicas y Nutrición Salvador Zubirán y de Enfermedades Respiratorias (INER).

NTX

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