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
ibecbarcelona.euProjects
| INTERNATIONAL PROJECTS | FINANCER | PI |
|---|---|---|
| GUT3D-PLATE · Ready-to-use cell culture plates for gut 3D models (2020-2022) | European Commission, ERC-PoC | Elena Martínez |
| COMIET · Engineering Complex Intestinal Epithelial Tissue Models (2015-2022) | ERC Consolidator Grant | Elena Martínez |
| BRIGHTER · BIOPRINTING BY LIGHT-SHEET LITHOGRAPHY (2019-2023) | European Commission FET Open | Elena Martínez |
| PRIVATELY FUNDED PROJECTS | FINANCER | PI |
|---|---|---|
| PROMISE · BioPrinted hydROgel MicrofluIdicS to mimic patient-specific tumor mEtastatic microenvironment (2020-2023) | Obra Social La Caixa, Health Research Call for Proposals | Elena Martínez |
| FINISHED PROJECTS | FINANCER | PI |
|---|---|---|
| ENGUT · Engineered models of intestinal epithelial tissue: assessing in vivo-like functional properties (2019-2020) | Bist Ignite Program | Elena Martínez |
| INDUCT Dispositivo de multitejido intestinal para la monitorización de la comunicación entre epitelio y músculo en condiciones patológicas (2018-2020) | MINECO | Elena Martínez |
| COMIET Engineering Complex Intestinal Epithelial Tissue Models (2015-2020) | ERC Consolidator Grant | Elena Martínez |
| GLAM Glass-Laser Multiplexed Biosensor (2015-2019) | European Commission (H2020) – PHC-10-2015 | Elena Martínez |
| MINAHE5 (Bio)funcionalización de Micro- y NanoHerramientas en Suspensión para Aplicaciones en Células Vivas (2015-2017) | MINECO | Maria 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
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.
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 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.
Minifábrica de tejido cardíaco humano
Un sistema desarrollado por investigadores del Instituto de Bioingeniería de Cataluña (IBEC) y del Centro de Medicina Regenerativa de Barcelona (CMR[B]) es capaz de producir en el laboratorio tejidos que simulan el comportamiento del corazón humano. Los tejidos producidos por este sistema de bioingeniería podrían servir para pre-evaluar la toxicidad de medicamentos en el corazón sin necesidad de usar modelos animales.
Un equipo de investigación desarrolla una minifábrica de tejido cardíaco humano
Un sistema desarrollado por investigadores del Instituto de Bioingeniería de Cataluña (IBEC) y del Centro de Medicina Regenerativa de Barcelona (CMR[B]) es capaz de producir en el laboratorio tejidos que simulan el comportamiento del corazón humano. Los tejidos producidos por este sistema de bioingeniería podrían servir para pre-evaluar la toxicidad de medicamentos en el corazón sin necesidad de usar modelos animales. Las enfermedades cardiovasculares suponen actualmente una de las primeras causas de muerte a nivel mundial. Sin embargo, los factores que motivan o acentúan tales enfermedades del corazón se esconden, en ocasiones, tras elementos poco conocidos. Entre otras causas, los medicamentos que son útiles para curar o paliar determinadas enfermedades pueden, al mismo tiempo, presentar efectos secundarios sobre otros órganos como el corazón, lo que los expertos conocen como cardiotoxicidad.
Una nueva tecnología de cultivo para ensayos funcionales intestinales
Durante la última década, los organoides intestinales se han convertido en una herramienta crucial para estudiar la biología intestinal in vitro. Sin embargo, su geometría en forma de esfera limita el acceso de luz del organoide, lo que dificulta su uso en muchos experimentos funcionales en los que se requiere acceso independiente a los diferentes lados del epitelio.
El IBEC lideraa un proyecto europeo para el desarrollo de una nueva técnica de bioimpresión 3D de alta resolución
Un grupo de expertos del Instituto de Bioingeniería de Cataluña (IBEC) lidera el proyecto europeo BRIGHTER (Bioprinting by light-sheet lithography: engineering complex tissues with high resolution at high speed), una iniciativa que busca desarrollar un innovador sistema de bioimpresión 3D de alta resolución capaz de producir tejidos funcionales.
El presidente del Consejo Europeo de Investigación visita el IBEC
El Presidente del Consejo Europeo de Investigación (ERC), Jean-Pierre Bourguignon, visitó el pasado 15 de mayo el Instituto de Bioingeniería de Cataluña (IBEC). El evento fue inaugurado por el director de IBEC, Josep Samitier, quien presentó una visión general de la investigación de vanguardia llevada a cabo en el Instituto en los campos de la bioingeniería y la nanomedicina. Posteriormente, los investigadores con concesión de fondos ERC que trabajaban en IBEC tuvieron la oportunidad de explicar cómo estas subvenciones habían impactado positivamente en sus carreras profesionales, y establecieron un diálogo con el Presidente del ERC sobre el pasado, el presente y el futuro del Consejo Europeo de investigación
Método sin moldes para generar un modelo 3D de tejido intestinal mediante hidrogeles
El grupo Sistemas Biomiméticos para ingeniería celular, dirigido por Elena Martínez, ha desarrollado un nuevo método para generar tejido intestinal en 3D mediante el uso de hidrogeles. Este nuevo modelo in vitro se ha mejorado proporcionando a las células un entorno fisiológicamente realista, que incluye arquitectura tisular, interacciones célula-matriz y señalización química, sin dejar de ser compatibles con las técnicas estándar de caracterización celular.Los tejidos epiteliales contienen micro topografías tridimensionales complejas que son esenciales para desarrollar correctamente su función.
Un investigador del IBEC gana el Premio Pioner por su tesis doctoral
Jemish Parmar, del grupo de Nanodispositivos inteligentes, ha sido galardonado con el Premio Pioner en la edición de 2018 por su tesis doctoral titulada «Micromotores para aplicaciones madioambientales». Desde su lanzamiento en 2014, los premios Pioner reconocen a investigadores que presentan una tesis doctoral con resultados claramente orientados a la explotación industrial o comercial. Jemish, el tercer estudiante del IBEC en ganar uno de estos prestigiosos galardones, recogió ayer su premio en la ceremonia que se celebró en sala de actos de la Secretaria d’Universitats i Recerca de la Generalitat de Catalunya, junto con los otros tres seleccionados de este año –del ICFO, CTFC y IGTP–.