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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

El grupo del IBEC Biomimetic Systems for Cell Engineering ha publicado un artículo de revisión sobre nuevas estrategias para estudiar la absorción de fármacos en el intestino en la revista de alto impacto Trends in Molecular Medicine. Junto con sus colaboradores en la Universidade do Porto, el grupo de Elena Martínez examina el estado del arte de los modelos intestinales basados en células.

Mejores modelos in vitro para estudiar el intestino humano

El grupo del IBEC Biomimetic Systems for Cell Engineering ha publicado un artículo de revisión sobre nuevas estrategias para estudiar la absorción de fármacos en el intestino en la revista de alto impacto Trends in Molecular Medicine. Junto con sus colaboradores en la Universidade do Porto, el grupo de Elena Martínez examina el estado del arte de los modelos intestinales basados en células.

Los investigadores principales del IBEC Pere Roca-Cusachs y Elena Martinez fueron mencionados en un artículo publicado en la revista Ara este fin de semana que discutía cómo la comprensión de las fuerzas mecánicas y su efecto en los procesos celulares pueden abrir nuevas vías en el diagnóstico y tratamiento de enfermedades como el cáncer.

“Les lleis de Newton prometen una nova revolució mèdica”

Los investigadores principales del IBEC Pere Roca-Cusachs y Elena Martinez fueron mencionados en un artículo publicado en la revista Ara este fin de semana que discutía cómo la comprensión de las fuerzas mecánicas y su efecto en los procesos celulares pueden abrir nuevas vías en el diagnóstico y tratamiento de enfermedades como el cáncer.

Conocer el mecanismo de comunicación intercelular que regula el posicionamiento de células abre camino hacia el desarrollo de terapias dirigidas en medicina regenerativa Conocer el lenguaje de las células para poder redirigirlas hacia donde sea necesario. Esta es una de las posibilidades abiertas por los investigadores del Centro de Medicina Regenerativa de Barcelona (CMR[B]), liderados por el Dr. Samuel Ojosnegros, que han conseguido describir en su último estudio el mecanismo de comunicación intercelular implicado en el posicionamiento de las células. El trabajo, publicado por la prestigiosa revista Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), cuenta con la colaboración de los grupos de Elena Martínez (IBEC) y Melike Lakadamyali (ICFO), entre otros. La fructífera colaboración también ha dado lugar a la publicación del trabajo de Verónica Hortigüela, ex estudiante de doctorado en el grupo de Elena, que ha diseñado un patrón nanométrico de proteínas que permite controlar este mecanismo de comunicación.

Descifrando el lenguaje de las células

Conocer el mecanismo de comunicación intercelular que regula el posicionamiento de células abre camino hacia el desarrollo de terapias dirigidas en medicina regenerativa Conocer el lenguaje de las células para poder redirigirlas hacia donde sea necesario. Esta es una de las posibilidades abiertas por los investigadores del Centro de Medicina Regenerativa de Barcelona (CMR[B]), liderados por el Dr. Samuel Ojosnegros, que han conseguido describir en su último estudio el mecanismo de comunicación intercelular implicado en el posicionamiento de las células. El trabajo, publicado por la prestigiosa revista Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), cuenta con la colaboración de los grupos de Elena Martínez (IBEC) y Melike Lakadamyali (ICFO), entre otros. La fructífera colaboración también ha dado lugar a la publicación del trabajo de Verónica Hortigüela, ex estudiante de doctorado en el grupo de Elena, que ha diseñado un patrón nanométrico de proteínas que permite controlar este mecanismo de comunicación.

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