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Nano-ingeniería de tejidos para medicina regenerativa

La nanotecnología ayudará a crear medios extracelulares artificiales para regenerar tejidos dañados. | S. Contera/S. Trigueros/ U. de Oxford

Mónica Luna | Madrid

Actualizado lunes 22/08/2011 18:08 horas

La ingeniería de tejidos es un campo de investigación que tiene como objetivo desarrollar sustitutos para los órganos y los tejidos dañados por la enfermedad o por los accidentes, evitando los trasplantes que requieren un donante humano.

En la actualidad, este campo está centrado en conseguir desarrollar los tejidos a partir de las propias células del paciente, minimizando de esta forma el riesgo al rechazo. En primer lugar, las células se cultivan fuera del cuerpo, en un soporte apropiado que simula el entorno externo de la célula y posteriormente, cuando su crecimiento es el adecuado, se trasplantan al cuerpo. De momento, todos estos trabajos están en fase experimental.

Para lograr tejidos viables es muy importante que el soporte imite las propiedades del entorno extracelular natural. Hasta hace poco, se creía que este entorno extracelular sólo le servía a las células de andamiaje.

Sin embargo, recientes descubrimientos han sacado a la luz que el entorno externo de las células, llamado matriz extracelular, está organizado jerárquicamente a partir de complejos compuestos de nanofibras y proteínas y les sirve a las células para regular todas sus funciones esenciales como migración, adhesión, proliferación o diferenciación.

Y es aquí en donde la nanotecnología tiene mucho que aportar, en el diseño y la fabricación de nanoestructuras como soportes para células, de forma que sean lo más parecidas posible al entorno natural.

Para conocer más a fondo las nuevas posibilidades que están surgiendo en este tema hoy tengo la oportunidad de entrevistar a la profesora Sonia Contera, del Oxford Martin School, de la Universidad de Oxford, que dirige un grupo de investigación en Nanobiomedicina.

Mónica Luna. ¿Qué tipos de tejidos cree que son los que lograrán ser los primeros en pasar de la fase de investigación a la fase de aplicación en hospitales?

Sonia Contera. La piel. De hecho, ya son comerciales distintos tipos de películas que se adhieren a la parte afectada y que estimulan la cicatrización y el crecimiento de las células de la piel de forma más óptima.

M. L. Recientemente se ha visto que el entorno externo a la célula juega un papel fundamental en prácticamente todos los aspectos de la vida celular. ¿Qué propiedades deberían tener un soporte ideal que sea capaz de imitar el entorno externo celular?

S. C. No debe ser tóxico. Además, el soporte de las células no sólo debe tener la composición química adecuada sino unas propiedades físicas óptimas para el tipo de células que se quieren hacer crecer. Por ejemplo, la elasticidad y la dureza son características fundamentales.

M. L. ¿En qué sentido?

S. C. Por ejemplo, las neuronas crecen en medios muy blandos, y conductores de la electricidad, sin embargo, las células que forman los huesos necesitan un entorno más rígido y que facilite la mineralización...

M. L: ¿Qué papel juega la nanotecnología en el diseño y fabricación de estos soportes para el crecimiento de células?

S. C. Se ha demostrado que las células forman tejidos adhiriéndose a otras células y a la matriz extracelular a través de estructuras nanométricas: las células 'sienten' en la escala nanométrica. Para hacer órganos artificiales necesitamos transferir señales a las células en esa escala y por lo tanto tenemos que usar la nanotecnología para diseñar soportes a partir de nanocompuestos que contengan todas las señales necesarias (tanto físicas como químicas).

M. L. ¿En qué se centra su investigación actualmente?

S. C. Actualmente nuestra investigación se concentra en desarrollar estructuras no tóxicas que reproducen la arquitectura jerárquica de la matriz extracelular (desde el nanómetro al milímetro), en las que propiedades químicas y de dureza están en sintonía con las del tejido que se quiere reemplazar. Investigamos compuestos de biopolímeros no tóxicos y nanoestructuras como nanotubos o nanopartículas que ayuden a mejorar las propiedades necesarias para un tejido, por ejemplo conductividad eléctrica o dureza. Estamos particularmente interesados en construir estructuras que puedan en un futuro ayudar a regenerar tejido nervioso, por ejemplo en pacientes que tengan la columna vertebral dañada.

M. L ¿Cómo de cerca estamos de lograr ese objetivo?

S. C. Los desarrollos en el campo de la medicina son lentos y costosos. Este tiempo también dependerá de la inversión que se realice de ahora en adelante en investigación y desarrollo, tanto desde las instituciones públicas como desde las privadas.

Mónica Luna es investigadora en Nanociencia y Nanotecnología del Instituto de Microelectrónica de Madrid (CNM-CSIC).
monica.luna.estevez@gmail.com

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