La ingeniería de tejidos y la medicina regenerativa. La ingeniería de tejidos evolucionó del campo de desarrollo de biomateriale. Se refiere a la práctica de combinar andamios, células y moléculas biológicamente activas para crear tejidos funcionales. El objetivo de la ingeniería de tejidos es recopilar ideas o teorías que restauren, mantengan o mejoren los tejidos dañados u órganos completos. La piel y los cartílagos artificiales son ejemplos de tejidos fabricados por ingeniería que han sido aprobados por la FDA. Es importante resaltar que actualmente tienen un uso limitado en pacientes humanos.
La medicina regenerativa es un campo amplio que incluye la ingeniería de tejidos, pero también incorpora la investigación sobre auto curación. Es cuando el cuerpo usa sus propios sistemas, algunas veces con ayuda de material biológico extraño, para recrear células y reconstruir tejidos y órganos. Los términos “ingeniería de tejidos” y “medicina regenerativa” han llegado a ser intercambiables. Ya que el campo intenta enfocarse en las curas en lugar de en los tratamientos para enfermedades complejas y a menudo crónicas.
Este campo continúa evolucionando. Además de las aplicaciones médicas, las aplicaciones no terapéuticas incluyen el uso de tejidos como biosensores para detectar agentes amenazantes biológicos o químicos, y chips de tejidos que se pueden utilizar para probar la toxicidad de un medicamento experimental.
¿Cómo funcionan la ingeniería de tejidos y la medicina regenerativa?
Las células son los componentes fundamentales del tejido, y los tejidos son la unidad básica de la función en el cuerpo. Generalmente, grupos de células forman y secretan sus propias estructuras de soporte, llamadas matriz extracelular. Esta matriz, o andamio, hace más que sólo servir como soporte para las células; también actúa como una estación repetidora para varias moléculas de señalización. Por consiguiente, las células reciben mensajes de muchas fuentes que se vuelven disponibles desde el entorno local. Cada señal puede iniciar una cadena de respuestas que determina qué le sucede a la célula. Al entender cómo responden las células individuales a las señales, cómo interactúan con su entorno y cómo se organizan en los tejidos y organismos, los investigadores han podido manipular estos procesos para sanar los tejidos dañados o incluso crear nuevos.
El proceso frecuentemente comienza con la construcción de un andamio a partir de un amplio grupo de fuentes posibles, desde proteínas hasta plásticos. Una vez que se crean los andamios, se pueden introducir células con o sin un “coctel” de factores de crecimiento. Si el entorno es adecuado, se desarrolla un tejido. En algunos casos, las células, los andamios y los factores de crecimiento se mezclan todos al mismo tiempo, permitiendo que el tejido se “autoensamble”.
Otro método para crear un tejido nuevo utiliza un andamio existente. Las células de un órgano donado se desprenden y el andamio de colágeno restante se usa para crecer un tejido nuevo. Este proceso ha sido utilizado para la bioingeniería de tejidos de corazón, hígado, pulmón y riñón. Este enfoque ofrece grandes esperanzas para utilizar el andamiaje con el tejido humano descartado durante una cirugía y combinarlo con las propias células de un paciente para hacer órganos personalizados que no sean rechazados por el sistema inmunológico.
¿Cómo encajan la ingeniería de tejidos y la medicina regenerativa en las prácticas médicas actuales?
Segun la NIH, actualmente, la ingeniería de tejidos juega un papel relativamente pequeño en el tratamiento de pacientes. Se han implantado vejigas suplementarias, pequeñas arterias, injertos de piel, cartílago y hasta una tráquea completa en pacientes, pero los procedimientos son todavía experimentales y muy costosos. Mientras que los tejidos de órganos más complejos como el corazón, pulmón e hígado se han recreado con éxito en el laboratorio, todavía falta mucho para que sean totalmente reproducibles y estén listos para ser implantados en un paciente. Sin embargo, estos tejidos pueden ser de gran utilidad en la investigación, especialmente en el desarrollo de fármacos. Mediante el uso de tejido humano funcional para ayudar a seleccionar medicamentos, los candidatos podrían acelerar el desarrollo y proveer herramientas clave para facilitar la medicina personalizada, al tiempo que se ahorra dinero y se reduce el número de animales utilizados para la investigación.
¿Qué están desarrollando los investigadores financiados por el NIBIB en las áreas de ingeniería de tejidos y medicina regenerativa?
La investigación apoyada por el NIBIB incluye el desarrollo de nuevos materiales de andamios y nuevas herramientas para fabricar, obtener imágenes, monitorear y preservar los tejidos creados por ingeniería. A continuación se describen algunos ejemplos de la investigación en esta área.
- Control de células madre a través de su entorno:
- Implante de hígados humanos en ratones.
- Creación de células madre óseas maduras.
- Uso de enrejados para ayudar a que sobreviva el tejido fabricado por ingeniería.
- Nueva esperanza para la rodilla lesionada: Hasta ahora ha sido muy difícil, si no imposible, reparar cartílagos debido al hecho que el cartílago carece de suministro de sangre para promover la regeneración. Ha habido una tasa del 50% de éxito a largo plazo usando cirugía de microfracturas en jóvenes adultos que padecen de lesiones deportivas, y poco o ningún éxito en pacientes con degeneración de cartílago generalizada, como la osteoartritis.
- Regeneración de un riñón nuevo.
Si deseas conocer un poco mas sobre medicina regenerativa, te invito a ver nuestro articulo ¿Qué es la medicina regenerativa?
Fuente: NIH.
