El Instituto Nacional de Imágenes Biomédicas y Bioingeniería, una agencia del Departamento de Salud y Servicios Humanos de los Estados Unidos, afirma que la ingeniería de tejidos evolucionó desde el campo del desarrollo de biomateriales y se refiere a la práctica de combinar andamios, células y moléculas biológicamente activas para crear estructuras funcionales. telas. Su objetivo es restaurar, mantener o mejorar tejidos u órganos enteros dañados.
La medicina regenerativa es un campo más amplio que incluye la ingeniería de tejidos y se centra en la capacidad del cuerpo para curarse a sí mismo. Este campo también investiga cómo el cuerpo puede utilizar sus propios sistemas, a veces con la ayuda de material biológico externo, para reconstruir células, tejidos y órganos.
Los términos “ingeniería de tejidos” y “medicina regenerativa” a menudo se usan indistintamente, ya que ambos buscan curar enfermedades crónicas complejas en lugar de simplemente tratarlas.
¿Cómo funcionan la ingeniería de tejidos y la medicina regenerativa?
Las células son los componentes fundamentales de los tejidos y estos, a su vez, son la unidad básica de función en el cuerpo. Los grupos de células secretan su propia estructura de soporte llamada matriz extracelular, que no sólo sirve como soporte sino que también actúa como una estación de señalización que permite a las células recibir mensajes del entorno local. Estas señales inician respuestas en cadena que determinan el destino y la función de las células.
Para crear nuevos tejidos se utilizan andamios fabricados con una amplia variedad de materiales. Las células se introducen en estos armazones, solas o junto con factores de crecimiento, y si las condiciones son propicias, se desarrolla tejido funcional. En algunos casos, las células, los andamios y los factores de crecimiento se mezclan al mismo tiempo, lo que permite que el tejido se “autoensamble”.
---Además, también se puede utilizar un armazón existente, como un armazón de colágeno de un órgano donado, para crear tejido nuevo. En este caso, las células del paciente se cultivan en el andamio, lo que reduce el riesgo de rechazo por parte del sistema inmunológico.
¿Cómo se aplican la ingeniería de tejidos y la medicina regenerativa en la práctica médica actual?
Actualmente, la ingeniería de tejidos tiene un papel limitado en el tratamiento de pacientes. Aunque se han implantado con éxito en pacientes tejidos como vejigas suplementarias, arterias pequeñas e injertos de piel y cartílago, estos procedimientos todavía son experimentales y costosos. Aunque se han recreado con éxito en el laboratorio tejidos de órganos más complejos, como el corazón, los pulmones y el hígado, todavía queda mucho trabajo por hacer para hacerlos totalmente reproducibles y listos para ser implantados en pacientes.
Sin embargo, estos tejidos pueden resultar extremadamente útiles en la investigación médica, especialmente en el desarrollo de nuevos fármacos. El uso de tejido humano funcional en la selección de fármacos puede acelerar el desarrollo de fármacos y proporcionar herramientas clave para facilitar la medicina personalizada, ahorrar dinero y reducir la necesidad de utilizar animales en la investigación.
Investigación del NIBIB en las áreas de ingeniería de tejidos y medicina regenerativa
Algunos ejemplos de las investigaciones que se están llevando a cabo en el campo de la ingeniería de tejidos y la medicina regenerativa, y que demuestran el potencial de estas tecnologías para transformar la práctica médica en el futuro, están llevados a cabo por investigadores financiados por el Instituto Nacional de Imagenología. Biomédica y Bioingeniería, entre las que se encuentran:
- Control de las células madre a través de su entorno: Los investigadores han descubierto que el entorno en el que se cultivan las células madre puede influir en su desarrollo y en su capacidad para convertirse en diferentes tipos de células. Este descubrimiento es importante para aprovechar las células madre en aplicaciones médicas.
- Implantación de hígados humanos en ratones: Los investigadores han desarrollado tejido de hígado humano que puede implantarse en ratones. Esto permite probar la toxicidad de los fármacos y estudiar las respuestas específicas de cada especie de una manera que no sería posible en ensayos clínicos.
- Creación de células madre óseas maduras: Los investigadores han logrado diferenciar células madre en injertos óseos maduros, lo que supone un avance importante para la regeneración del tejido óseo funcional.
- Uso de celosías para ayudar a que las telas artificiales sobrevivan: Se están desarrollando redes hechas de una solución de azúcar para proporcionar una estructura vascular a los tejidos diseñados, permitiendo que las células reciban nutrientes y eliminen los desechos.
- Nueva esperanza para la rodilla lesionada: Se ha desarrollado un gel biológico que se puede inyectar en el cartílago dañado para facilitar la regeneración. Este gel se adhiere al cartílago mediante un adhesivo biológico, que ha mostrado resultados prometedores en la reducción del dolor y la regeneración del cartílago.
- Regeneración de un nuevo riñón: Se han logrado avances en la regeneración del tejido renal utilizando andamios de colágeno y células epiteliales y endoteliales. Esto podría suponer una solución a la escasez de donantes de riñón y a los problemas asociados a los trasplantes.
