{"id":76536,"date":"2020-07-31T10:00:28","date_gmt":"2020-07-31T08:00:28","guid":{"rendered":"http:\/\/ibecbarcelona.eu\/?p=76536"},"modified":"2020-08-09T21:08:40","modified_gmt":"2020-08-09T19:08:40","slug":"nanotecnologia-per-a-millorar-el-creixement-dels-teixits-humans-al-laboratori","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/ibecbarcelona.eu\/ca\/nanotecnologia-per-a-millorar-el-creixement-dels-teixits-humans-al-laboratori\/","title":{"rendered":"Nanotecnologia per a millorar el creixement dels teixits humans al laboratori"},"content":{"rendered":"

\"\"<\/p>\n

La ind\u00fastria farmac\u00e8utica per a la medicina es basa en la producci\u00f3 de medicaments que han de passar exhaustius assaigs, majorit\u00e0riament en models animals o en cultius cel\u00b7lulars in vitro<\/em>. El primer implica alguns problemes \u00e8tics, a m\u00e9s de dificultats per extrapolar les dades a les condicions humanes. D’altra banda, els cultius cel\u00b7lulars in vitro<\/em> s\u00f3n dif\u00edcils d’establir, ja que \u00e9s complicat simular les complexes interaccions c\u00e8l\u00b7lula-c\u00e8l\u00b7lula i c\u00e8l\u00b7lula-matriu, decisives en la regulaci\u00f3 del creixement cel\u00b7lular.<\/p>\n

Ara, el grup de recerca de l’IBEC “Biosensors per a la Bioenginyeria<\/a>” dirigit pel Professor d\u00b4Investigaci\u00f3 ICREA Javier Ram\u00f3n-Azc\u00f3n, publica a la revista Nanoscale Advances<\/em> una innovadora bastida basada en nanotubs de carboni i en tecnologia de criogel, que permet el creixement de teixits a escala mil\u00b7lim\u00e8trica al laboratori.<\/strong> Aquesta tecnologia pot utilitzar-se com a substitut de models animals i de cultiu de c\u00e8l\u00b7lules in vitro<\/em> per al descobriment de f\u00e0rmacs. A m\u00e9s, aquest nou suport tindr\u00e0 sens dubte un impacte molt positiu en altres camps com el dels trasplantaments, la regeneraci\u00f3 d’\u00f2rgans i el modelatge de malalties, ja que millorar\u00e0 la tecnologia d’\u00f2rgan-en-un-xip que simula les activitats, la mec\u00e0nica i la fisiologia d’\u00f2rgans sencers.<\/p>\n

La nova bastida combina nanotubs de carboni amb tecnologia criogel<\/h3>\n

La nova bastida, recentment desenvolupada, reuneix les propietats regeneradores de la gelatina, l’estabilitat mec\u00e0nica de la cel\u00b7lulosa i els nanotubs de carboni, que milloren l’estabilitat mec\u00e0nica i les caracter\u00edstiques el\u00e8ctriques. L’originalitat d’aquest treball est\u00e0 en el fet que els investigadors van aplicar la tecnologia criogel, que consisteix en congelar la bastida, per obtenir la configuraci\u00f3 de microporus. L’estructura de microporus \u00e9s de crucial import\u00e0ncia, perqu\u00e8 permet la correcta difusi\u00f3 de nutrients entre les c\u00e8l\u00b7lules. Durant el proc\u00e9s de congelaci\u00f3, l’aigua forma cristalls de gel dins de l’estructura, i una vegada descongelats, deixen els porus vuits. Un altre aspecte innovador \u00e9s que aqu\u00ed, la direccionalitat de congelaci\u00f3, es va for\u00e7ar des d’un sol eix, perqu\u00e8 les c\u00e8l\u00b7lules del m\u00fascul esquel\u00e8tic necessiten una morfologia altament alineada per a fusionar-se. Les c\u00e8l\u00b7lules del m\u00fascul esquel\u00e8tic formen el teixit muscular estirat que d\u00f3na moviment al cos a trav\u00e9s de l’acci\u00f3 del sistema nervi\u00f3s.<\/p>\n

Aquesta t\u00e8cnica permet generar teixit muscular esquel\u00e8tic a escala mil\u00b7lim\u00e8trica, simulant el seu entorn 3D sobre una bastida, ja que aquesta t\u00e9 una alta connectivitat entre els porus i una major estabilitat mec\u00e0nica que altres bastides pr\u00e8viament desenvolupades basades en hidrogels.<\/strong> En aquest cas, les propietats el\u00e8ctriques de la bastida\u00a0s\u00f3n\u00a0un aspecte\u00a0rellevant, ja que\u00a0les c\u00e8l\u00b7lules musculars se sotmeten constantment a contraccions en resposta a senyals nervioses transmeses el\u00e8ctricament. Amb l’\u00fas de\u00a0nanotubs<\/span>\u00a0de carboni, aquesta bastida permet l’aplicaci\u00f3 de polsos el\u00e8ctrics que estimularan el desenvolupament del teixit i la seva maduraci\u00f3.<\/p>\n

Fer cr\u00e9ixer teixits al\u00a0laboratori\u00a0per a estudiar les respostes cel\u00b7lulars<\/h3>\n

L’enginyeria de teixits \u00e9s un dels camps\u00a0m\u00e9s\u00a0prometedors de la medicina del futur, i el seu objectiu\u00a0\u00e9s\u00a0fabricar, reparar i\/o reempla\u00e7ar teixits i \u00f2rgans. Aix\u00f2 ho fa creant teixits que creixen sobre bastides, un dels principals pilars d’aquesta tecnologia. En poques paraules, els investigadors posen c\u00e8l\u00b7lules sobre la bastida i els hi proporcionen els nutrients i les forces mec\u00e0niques necess\u00e0ries\u00a0perqu\u00e8\u00a0desenvolupin un teixit. La integraci\u00f3 de teixits 3D funcionals amb biosensors a\u00a0microescala<\/span>\u00a0\u00e9s la base de la tecnologia “\u00f2rgan-en-un-xip”.\u00a0Aquesta\u00a0tecnologia permet, per exemple, detectar respostes cel\u00b7lulars davant d’est\u00edmuls externs i la\u00a0monitoratge\u00a0de la qualitat del seu microambient (com metab\u00f2lits o nutrients).<\/span><\/p>\n

Aquesta nova t\u00e8cnica de fabricaci\u00f3, combinant la\u00a0criogelificaci\u00f3<\/span>\u00a0anisotr\u00f2pica i els\u00a0nanotubs<\/span>\u00a0de carboni, permetr\u00e0 generar teixit muscular a escala mil\u00b7lim\u00e8trica, per a multitud d’aplicacions, com per exemple, en la tecnologia dels \u00f2rgans-en-un-xip.<\/span><\/strong><\/p>\n

Ferran Velasco-Mallorqu\u00ed, primer autor de l’article i\u00a0PhD<\/span>\u00a0en el laboratori de\u00a0Javier<\/span>\u00a0Ram\u00f3n<\/span>.<\/strong><\/p><\/blockquote>\n

El problema \u00e9s que amb les bastides disponibles fins al moment, no era possible arribar a l’escala mil\u00b7lim\u00e8trica, cosa que dificultava l’estudi de teixits grans, a causa de la defici\u00e8ncia en la difusi\u00f3 de nutrients, l’abs\u00e8ncia d’una estructura interna adequada per a alinear les c\u00e8l\u00b7lules i a unes propietats mec\u00e0niques i el\u00e8ctriques insuficients. La nova bastida desenvolupada pel grup del Dr. Ram\u00f3n-Azc\u00f3n soluciona els principals problemes per a fer cr\u00e9ixer teixits musculars grans, ja que millora tant les propietats el\u00e8ctriques com la microarquitectura de porus.<\/strong><\/p>\n

\n

Art\u00edcle de refer\u00e8ncia:<\/strong> New volumetric CNT-doped Gelatin-Cellulose scaffold for skeletal muscle tissue engineering. Velasco-Mallorqu\u00ed, F., Fern\u00e1ndez-Costa, J.M., Neves, L., Ram\u00f3n-Azc\u00f3n, J. Nanoscale Adv., 2020, Advance Article. DOI: 10.1039\/D0NA00268B<\/a><\/p>\n

Figura:<\/strong> Vista general del treball<\/span>\u00a0<\/span><\/p>\n