La demanda de teixits de pell sintetitzats en laboratori ha augmentat tant per a aplicacions in vitro com in vivo, i un dels punts clau en aquest procés és l’elecció del material adequat per a la “bastida” sobre la qual es construirà el teixit. En aquest escenari, investigadores de l’IBEC acaben de publicar un treball que descriu una nova biotinta dissenyada per a la construir pell humana a través d’enginyeria de teixits utilitzant hidrogels basats en norborné-pululan.
Els teixits cutanis obtinguts amb bioenginyeria tenen aplicacions versàtils en entorns clínics, com la substitució de pell i els apòsits avançats per a ferides, així com en escenaris preclínics per a testejar nous fàrmacs, desenvolupar models de malalties i realitzar assajos amb cosmètics. Un teixit de pell sintetitzat per bioenginyeria ha de ser fàcil de preparar, resistent mecànicament i propici per a l’adhesió i el creixement cel·lular, tant en el compartiment epidèrmic com en el dèrmic. El teixit ha de mantenir un equilibri entre elasticitat i estabilitat mecànica, i alhora, proporcionar un microambient cel·lular adequat per a contenir els diferents compartiments de la pell humana.
Recentment, investigadores liderades per Elena Martínez del grup de Sistemes Biomimètics per a Enginyeria Cel·lular de l’IBEC, han publicat en la revista International Journal of Bioprinting el treball “Mimicing human skin constructs using norbornene-pullulan-based hydrogels“, que ajudarà a abordar i resoldre aquestes qüestions. En concret, van presentar una nova biotinta entrecreauble mitjançant llum dissenyada per a sintetitzar pell humana, basada en formulacions de tiol-norborné-pululan (N-PLN) combinades amb diversos fotopolimeritzadors. Aquest treball s’ha desenvolupat en el marc del projecte europeu B-BRIGHTER (No. 101057894).
Aquesta nova biotinta es va utilitzar de manera efectiva en una bioimpresora d’escriptura per làser desenvolupada al laboratori per a generar matrius dèrmiques epitel·lialitzades. El compartiment dèrmic es va formar mitjançant la fotopolimetització d’una solució de pre-polímer que contenia fibroblasts humans, mentre que el compartiment epidèrmic es va obtenir sembrant queratinòcits humans en els hidrogels prèviament generats carregats de fibroblasts. Utilitzant llum visible, es van poder imprimir hidrogels de 2,5 mm³ carregats de cèl·lules, en només 10 segons. La química de fotopolimetització mitjançant grups thiol emprada en aquest estudi va crear una matriu extracelul·lar ben definida amb reticulacions ortogonals, mantenint altes taxes de viabilitat cel·lular per a fibroblasts encapsulats.
Aquest estudi suposa una estratègia prometedora per a desenvolupar un model de pell humana utilitzant un sistema de bioimpresión 3D basat en llum fet a mida, i emprant nous polímers N-PLN. Aquests hidrogels, formats després d’una breu exposició a la llum visible a baixa dosi, exhibeixen les propietats fisicoquímiques necessàries per a proporcionar una excel·lent viabilitat, proliferació i elongació cel·lular, així com la secreció de proteïnes de matriu extracel·lular, crucials per a la correcta formació de teixits. A més, els hidrogels carregats de fibroblasts donen suport a l’adhesió i creixement dels queratinòcits damunt, la qual cosa permet la formació de matrius dèrmiques epitel·lialitzades.
Aquest mètode representa un prometedor punt de partida per al desenvolupament de constructes de pell humana basats en hidrogels fotopolimeritzables utilitzant la química del tiol-norborné, obrint camí per a la creació de complexos models in vitro de teixits humans. La combinació de la fotopolimerització amb llum visible amb materials basats en N-PLN, representen una clara alternativa per al desenvolupament de models de pell que siguin fàcils d’utilitzar i ràpids de sintetitzar, reproduïbles i econòmicament viables rendibles, cosa fet que podria ser particularment beneficiós per assajos preclínics in vitro en recerca cosmètica i farmacèutica.
Article de referència:
Angela Cirulli, Livia Neves Borgheti-Cardoso, Núria Torras, Elena Martínez. Mimicking human skin constructs using norbornene-pullulan-based hydrogels. International Journal of Bioprinting (2024) DOI: https://doi.org/10.36922/ijb.3395
