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Biomimetic systems for cell engineering

The Biomimetic systems for cell engineering group is a junior group under IBEC’s Tenure Track scheme.

About

The “Biomimetic Systems for Cell Engineering” group is a multidisciplinary research group focussing its research activities on the development and application of new artificial systems that mimic tissue micro and nanofeatures for biomimetic in vitro assays.

The use of more biomimetic and complex 3D models in in vitro assays is now a hot and extremely relevant topic.

“Flat biology” results are questioned when being transferred to in vivo, while the pressure to decrease animal testing continues increasing. As a group of engineering providers working in the biotechnological field, we see these issues as both a challenge and a clear opportunity to impact the field with novel technological solutions. Our research ambition will be to develop better engineering tools to help in the development of organotypic cell culture models, easy to implement in daily cell culture routines, so they have a real and meaningful impact in the biotechnological arena and, therefore, will impact applications in basic cell research, disease modelling and regenerative medicine.

Along with this line, we are working towards the following objectives: (i) to engineer and validate a complex in vitro model of small intestinal epithelium, (ii) to validate a novel in vitro model of engineered cardiac tissue and (iii) to engineer a novel vessel-on-chip to reproduce the tumor metastatic environment. To carry out our research we employ cutting edge biofabrication technologies such as bioprinting and novel biological tools such as organoids.

 

Staff

Projects

INTERNATIONAL PROJECTSFINANCERPI
GUT3D-PLATE · Ready-to-use cell culture plates for gut 3D models (2020-2022)European Commission, ERC-PoCElena Martínez
COMIET · Engineering Complex Intestinal Epithelial Tissue Models (2015-2022)ERC Consolidator GrantElena Martínez
BRIGHTER · BIOPRINTING BY LIGHT-SHEET LITHOGRAPHY (2019-2023)European Commission FET OpenElena Martínez
PRIVATELY FUNDED PROJECTSFINANCERPI
PROMISE · BioPrinted hydROgel MicrofluIdicS to mimic patient-specific tumor mEtastatic microenvironment (2020-2023)Obra Social La Caixa, Health Research Call for ProposalsElena Martínez
FINISHED PROJECTSFINANCERPI
ENGUT · Engineered models of intestinal epithelial tissue: assessing in vivo-like functional properties (2019-2020)Bist Ignite ProgramElena Martínez
INDUCT Dispositivo de multitejido intestinal para la monitorización de la comunicación entre epitelio y músculo en condiciones patológicas (2018-2020)MINECOElena Martínez
COMIET Engineering Complex Intestinal Epithelial Tissue Models (2015-2020)ERC Consolidator GrantElena Martínez
GLAM Glass-Laser Multiplexed Biosensor (2015-2019)European Commission (H2020) – PHC-10-2015Elena Martínez
MINAHE5 (Bio)funcionalización de Micro- y NanoHerramientas en Suspensión para Aplicaciones en Células Vivas (2015-2017)MINECOMaria Lluïsa Pérez

Publications

Equipment

Micro and nanofabrication techniques:

  • Biomolecule gradients produced by microfluidics
  • Large-area nanostructured polymer surfaces produced by diblock copolymers
  • 3D microstructures on hydrogel materials
  • Mini-bioreactor for 3D cell culture

Characterization techniques:

  • Surface Plasmon Resonance (SPR) measurements on polymer materials
  • Atomic Force Microscope (AFM) expertise
  • Optical Microscopes (white light/epifluorescence)
  • Focused Ion Beam (FIB) / Scanning Electron Microscopy (SEM) of biological specimens

Equipment:

  • Biological safety cabinet (class II)
  • High precision syringe pumps
  • Peristaltic pumps
  • Access to the Nanotechnology Platform (IBEC Core Facilities): equipment for hot embossing lithography, polymer processing and photolithography, chemical wet etching, e-beam evaporation and surface characterization (TOF-SIMS)
  • Access to the Scientific and Technological Centers (University of Barcelona): equipment for surface analysis (XPS, AFM, XRD) and microscopy techniques (SEM, TEM, confocal)
  • PRUSA i3MK3S (FDM printer) 
  • Phrozen Shuffle XL (DLP-SLA printer)
  • SOLUS (DLP-SLA printer)

Collaborations

  • Prof. Ángel Raya / Dr. Samuel Ojosnegros
    Center of Regenerative Medicine in Barcelona (CMRB), Barcelona
  • Prof. Eduard Batlle
    Institut de Recerca Biomédica (IRB), Barcelona
  • Prof. Pablo Loza
    Institut de Ciències Fotòniques (ICFO), Castelldefels (Spain)
  • Dr. Javier Ramón, IBEC
  • Dr. Elisabeth Engel, IBEC
  • Prof. Raimon Jané, IBEC
  • Prof. Josep Samitier, IBEC
  • Prof. Javier Santos, Dra. Maria Vicario
    VHIR, Barcelona (Spain)
  • Dr. Bruno Sarmento
    i3S – Instituto de Investigação e Inovação em Saúde, Porto, Portugal
  • Dr. Sonia García-Blanco
    University of Twente, Enschede (The Netherlands)
  • Dr. Fabio Variola
    University of Ottawa (Canada)
  • Dr. Daniel Riveline
    ISIS/IGBMC, Strasbourg (France)
  • Dr. Matthew Dalby
    University of Glasgow (UK)
  • Prof. Jordi Martorell
    Institut de Ciències Fotòniques (ICFO), Castelldefels (Spain)
  • Prof. José Antonio Plaza
    CNM-CSIC, Barcelona
  • Dr. Francesc Mitjans
    LEITAT, Barcelona
  • Francesco Pampaloni
    Buchmann Institute for Molecular Life Sciences (Frankfurt)
  • Dra. Elena Élez
    VHIO

News

Investigadores del Instituto de Bioingeniería de Cataluña desarrollan un modelo de intestino humano en 3D que simula las características de la mucosa intestinal y su relieve. Este mini-intestino ha permitido recrear … Read more

Mini-intestinos en 3D para estudiar infecciones bacterianas

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Data límit: 20/06/2022Ref: RA_EM Biomimetic systems for cell engineering Group is looking for a for a Research Assistant. The contract will be within the framework of an ERC Proof-of-concept project (GUT3DPLATE), whose objective is the fabrication and validation of ready-to-use hydrogel in vitro models of tissue barriers using 3D bioprinting.

Research assistant at the Biomimetic systems for cell engineering Research Group

Data límit: 20/06/2022Ref: RA_EM Biomimetic systems for cell engineering Group is looking for a for a Research Assistant. The contract will be within the framework of an ERC Proof-of-concept project (GUT3DPLATE), whose objective is the fabrication and validation of ready-to-use hydrogel in vitro models of tissue barriers using 3D bioprinting.

Investigadores del grupo de Sistemas Biomiméticos para la ingeniería celular del Instituto de Bioingeniería de Cataunya, liderado por Elena Martínez, aparecen en los medios por su novedoso proyecto BRIGHTER, el cual utiliza tecnología de bioimpresión 3D para crear tejidos humanos y así evitar el uso de animales.

El proyecto europeo BRIGHTER en los medios

Investigadores del grupo de Sistemas Biomiméticos para la ingeniería celular del Instituto de Bioingeniería de Cataunya, liderado por Elena Martínez, aparecen en los medios por su novedoso proyecto BRIGHTER, el cual utiliza tecnología de bioimpresión 3D para crear tejidos humanos y así evitar el uso de animales.

El proyecto europeo BRIGHTER, coordinado por el IBEC, está desarrollando una nueva tecnología para fabricar tejidos humanos funcionales, como alternativa a la experimentación animal en el campo de la investigación biomédica. Se trata de una novedosa tecnología de bioimpresión 3D basada en luz que fabrica los tejidos a partir de cultivos celulares tridimensionales. En un futuro, se podría incluso utilizar para producir órganos en el laboratorio.

Reducir la experimentación animal con Bioimpresión 3D: el proyecto europeo BRIGHTER aporta nueva luz

El proyecto europeo BRIGHTER, coordinado por el IBEC, está desarrollando una nueva tecnología para fabricar tejidos humanos funcionales, como alternativa a la experimentación animal en el campo de la investigación biomédica. Se trata de una novedosa tecnología de bioimpresión 3D basada en luz que fabrica los tejidos a partir de cultivos celulares tridimensionales. En un futuro, se podría incluso utilizar para producir órganos en el laboratorio.

Elena Martínez, investigadora principal del IBEC y profesora de la Universitat de Barcelona (UB), es entrevistada para la sección Big Vang de La Vanguardia explicando su proyecto para desarrollar órganos en un chip con los que mejorar la supervivencia de pacientes con metástasis de tumores colorrectales

¿La bioimpresión 3D mejora la supervivencia del cáncer?

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Los investigadores del IBEC Elena Martínez, Xavier Trepat y Pere Roca-Cusachs se proponen entender los procesos que promueven metástasis en cáncer colorrectal utilizando innovadoras herramientas de bioingeniería, como la bioimpresión y la microscopia capaz de revelar fuerzas a nivel celular. Los resultados se traducirán en un dispositivo que recreará el ambiente tumoral a partir de las células cancerosas derivadas de los propios pacientes, así como de una nueva tecnología que permita visualizar cómo las fuerzas físicas afectan a los núcleos de las células en metástasis.

Bioingeniería contra el cáncer: investigadores IBEC reciben financiación de La Caixa

Los investigadores del IBEC Elena Martínez, Xavier Trepat y Pere Roca-Cusachs se proponen entender los procesos que promueven metástasis en cáncer colorrectal utilizando innovadoras herramientas de bioingeniería, como la bioimpresión y la microscopia capaz de revelar fuerzas a nivel celular. Los resultados se traducirán en un dispositivo que recreará el ambiente tumoral a partir de las células cancerosas derivadas de los propios pacientes, así como de una nueva tecnología que permita visualizar cómo las fuerzas físicas afectan a los núcleos de las células en metástasis.

La bioingeniería es una disciplina clave para la medicina del futuro y Europa lo sabe. Prueba de ello es que la Unión Europea (UE) ha concedido en los últimos meses la coordinación de tres nuevos proyectos europeos al Instituto de Bioingeniería de Cataluña (IBEC) para que siga combinando medicina, ciencia y tecnología y contribuya así a mejorar la salud de las personas. El primero es el proyecto BRIGHTER, que está liderado por la Profesora e investigadora principal del grupo ‘Sistemas biomiméticos para la ingeniería celular’ del IBEC Elena Martínez. La UE ha apoyado esta iniciativa en que los socios del consorcio internacional desarrollarán una nueva técnica de bioimpresión 3D de alta resolución capaz de fabricar cultivos celulares tridimensionales que en un futuro podrían ser útiles para producir órganos artificiales.

El IBEC lidera tres nuevos proyectos europeos

La bioingeniería es una disciplina clave para la medicina del futuro y Europa lo sabe. Prueba de ello es que la Unión Europea (UE) ha concedido en los últimos meses la coordinación de tres nuevos proyectos europeos al Instituto de Bioingeniería de Cataluña (IBEC) para que siga combinando medicina, ciencia y tecnología y contribuya así a mejorar la salud de las personas. El primero es el proyecto BRIGHTER, que está liderado por la Profesora e investigadora principal del grupo ‘Sistemas biomiméticos para la ingeniería celular’ del IBEC Elena Martínez. La UE ha apoyado esta iniciativa en que los socios del consorcio internacional desarrollarán una nueva técnica de bioimpresión 3D de alta resolución capaz de fabricar cultivos celulares tridimensionales que en un futuro podrían ser útiles para producir órganos artificiales.

Elena Martínez, líder de grupo en el IBEC y profesora de la UB, ha sido galardonada con la prestigiosa beca «Proof of Concept» del Consejo Europeo de Investigación (European Research Council, ERC por sus siglas en inglés). Con su proyecto «GUT3D-PLATE», Martínez y su equipo en el grupo «Sistemas biomiméticos para la ingeniería celular» podrán desarrollar en profundidad la tecnología para fabricar sustratos de cultivo celular en 3D que imiten la fisiología intestinal ya listos para comercializar.

Elena Martínez recibe una beca de la «European Research Council» para llevar la investigación al mercado

Elena Martínez, líder de grupo en el IBEC y profesora de la UB, ha sido galardonada con la prestigiosa beca «Proof of Concept» del Consejo Europeo de Investigación (European Research Council, ERC por sus siglas en inglés). Con su proyecto «GUT3D-PLATE», Martínez y su equipo en el grupo «Sistemas biomiméticos para la ingeniería celular» podrán desarrollar en profundidad la tecnología para fabricar sustratos de cultivo celular en 3D que imiten la fisiología intestinal ya listos para comercializar.

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Jobs

The Biomimetic systems for cell engineering group is looking for a young postdoctoral researcher on the development of organoid-based engineered gut tissue models. The contract will be within the framework … Read more

Postdoctoral researcher at the Biomimetic systems for cell engineering Research Group

The Biomimetic systems for cell engineering group is looking for a young postdoctoral researcher on the development of organoid-based engineered gut tissue models. The contract will be within the framework … Read more

Introduction to the vacant position: The Biomimetic Systems for Cell Engineering Group is looking for a Senior Postdoctoral Researcher to work on the development and optimization of a new fabrication … Read more

Research Assistant at the Research Group Biomimetic Systems for Cell Engineering

Introduction to the vacant position: The Biomimetic Systems for Cell Engineering Group is looking for a Senior Postdoctoral Researcher to work on the development and optimization of a new fabrication … Read more