Imprimen en 3D folículos pilosos en piel cultivada en laboratorio

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La técnica representa un paso importante en la ingeniería de injertos de piel y pruebas de fármacos.

Un equipo dirigido por científicos del Instituto Politécnico Rensselaer ha impreso en 3D folículos pilosos en tejido de piel humana cultivado en el laboratorio.

Esta es la primera vez que investigadores utilizan la tecnología para generar folículos pilosos, que desempeñan un papel importante en la curación y el funcionamiento de la piel.

El hallazgo tiene aplicaciones potenciales en medicina regenerativa y pruebas de fármacos, aunque aún faltan varios años para diseñar injertos de piel que hagan crecer el cabello.

“Nuestro trabajo es una prueba de concepto de que las estructuras de los folículos pilosos se pueden crear de forma muy precisa y reproducible mediante bioimpresión 3D.

Este tipo de proceso automatizado es necesario para hacer posible la biofabricación futura de la piel”, dijo Pankaj Karande, Ph.D., profesor asociado de ingeniería química y biológica y miembro del Shirley Ann Jackson, Ph.D. de Rensselaer. Centro de Biotecnología y Estudios Interdisciplinarios, quien dirigió el estudio.

“La reconstrucción de los folículos pilosos utilizando células de origen humano ha sido históricamente un desafío.

Algunos estudios han demostrado que si estas células se cultivan en un entorno tridimensional, potencialmente pueden originar nuevos folículos pilosos o tallos pilosos, y nuestro estudio se basa en este trabajo”, dijo Karande.

Cuando se trata de diseñar piel humana, el cabello puede parecer al principio superfluo.

Sin embargo, los folículos pilosos son bastante importantes: producen sudor, lo que ayuda a regular la temperatura corporal, y contienen células madre que ayudan a sanar la piel.

Los folículos pilosos también son un punto de entrada para medicamentos y cosméticos tópicos, lo que los convierte en una parte importante de las pruebas dermatológicas.

Pero hoy en día, las pruebas iniciales de seguridad se realizan en tejidos de piel diseñados que carecen de folículos pilosos.

“En este momento, los modelos de piel contemporáneos (las estructuras diseñadas que imitan la piel humana) son bastante simples.

Aumentar su complejidad añadiendo folículos pilosos nos daría aún más información sobre cómo interactúa la piel con los productos tópicos”, dijo Carolina Catarino, Ph.D., primera autora del estudio, quien obtuvo su doctorado en Rensselaer y ahora es investigadora que desarrolla nuevos métodos de prueba cutánea en el Grupo Boticário, una empresa de cosméticos en su país de origen, Brasil.

“El laboratorio del Dr. Karande está a la vanguardia de la ingeniería de tejidos cutáneos.

Este equipo ya ha impreso con éxito piel con vasos sanguíneos funcionales, y esta última investigación es un siguiente paso emocionante en el desarrollo y prueba de mejores tratamientos para quemaduras y otras afecciones de la piel”, dijo Deepak Vashishth, Ph.D., director de Shirley Ann Jackson. , Doctor. Centro de Biotecnología y Estudios Interdisciplinarios.

“El trabajo del Dr. Karande es un gran ejemplo de los avances realizados por los investigadores de RPI en la interfaz de la ingeniería y las ciencias biológicas con impacto en la salud humana”, dijo Shekhar Garde, Ph.D., decano de la Escuela de Ingeniería de Rensselaer.

“Llevar la impresión 3D multicanal al ámbito biológico está abriendo oportunidades interesantes que habrían sido difíciles de imaginar en el pasado”.

Los investigadores crearon su piel con folículos con técnicas de impresión 3D adaptadas para la impresión a nivel celular.

Los científicos comienzan permitiendo que muestras de células de piel y folículos se dividan y multipliquen en el laboratorio hasta que haya suficientes células imprimibles.

A continuación, los investigadores mezclan cada tipo de célula con proteínas y otros materiales para crear la biotinta utilizada por la impresora.

Usando una aguja extremadamente delgada para depositar la biotinta, la impresora construye la piel capa por capa, al mismo tiempo que crea canales para depositar las células ciliadas.

Con el tiempo, las células de la piel migran a estos canales que rodean las células ciliadas, reflejando las estructuras de los folículos presentes en la piel real.

En este momento, estos tejidos tienen una vida útil de dos a tres semanas, lo que no es tiempo suficiente para que se desarrollen los tallos del cabello.

El trabajo futuro del equipo de investigación tiene como objetivo ampliar ese período, permitiendo que el folículo piloso madure más y allanando el camino para su uso en pruebas de fármacos e injertos de piel.

Fuente: Science Advances