Células madre del biorreactor
Proceso para la producción en masa
Con la ayuda de células madre artificiales, pronto será posible establecer nuevos tratamientos para enfermedades hasta ahora incurables, como el Alzheimer. En el Centro de Proyectos Fraunhofer para la Ingeniería de Procesos de Células Madre SPT se está desarrollando un proceso para la producción en masa de las llamadas células madre pluripotentes inducidas. Este proceso incluye nuevos materiales, que garantizan que la producción industrial de células cumplirá con altos estándares de calidad. El proceso se dará a conocer al público por primera vez en la feria MEDICA de Düsseldorf (Alemania), entre el 15 y el 18 de noviembre de 2021.
Tecnología de procesamiento de células madre escalable en biorreactores de suspensión (a). Las diferentes condiciones se prueban en tubos de cultivo separados (b).
© Fraunhofer IBMT/Bernd Müller
Las células de un embrión en crecimiento tienen una propiedad fascinante. Son capaces de transformarse en cualquier otro tipo de célula: células del músculo cardíaco, células nerviosas y muchas más. Los expertos las denominan células madre pluripotentes. Cuando el cuerpo humano está completamente desarrollado, las células pierden su pluripotencia. Sin embargo, recientemente se ha conseguido revertir artificialmente las células somáticas de un adulto a su estado embrionario. Estas "células madre pluripotentes inducidas" (iPS) son una herramienta importante para los biotecnólogos. Esto significa que se pueden tomar células somáticas de adultos con enfermedades genéticas, reprogramarlas en células iPS y luego diferenciarlas en células musculares cardíacas o nerviosas, que luego pueden utilizarse para probar nuevos medicamentos. Como las células iPS contienen el genoma del paciente, es mucho más fácil determinar qué tratamientos serán eficaces para ese paciente. En este sentido, las células iPS tienen un enorme potencial para la medicina personalizada. El problema es que hasta ahora no ha sido posible producir células iPS y cultivarlas en grandes cantidades y con alta calidad. Se carece de una línea de producción estandarizada y de un proceso de fabricación industrial que cumpla los requisitos normativos. El nuevo Centro de Proyectos Fraunhofer para la Ingeniería de Procesos de Células Madre SPT en Würzburg, que es operado conjuntamente por el Instituto Fraunhofer de Ingeniería Biomédica IBMT y el Instituto Fraunhofer para la Investigación de Silicatos ISC, está trabajando exactamente en eso.
Combinar la experiencia en materiales con la biotecnología
"En este proyecto, combinamos nuestra experiencia en biotecnología con los conocimientos de la ciencia de los materiales", afirma la directora general de SPT, Julia Neubauer, del Fraunhofer IBMT. El Fraunhofer ISC está compartiendo su amplia experiencia en el desarrollo de materiales y recubrimientos superficiales para ayudar a optimizar las biotecnologías del Fraunhofer IBMT para el cultivo de células en el centro del proyecto. En todo el mundo, la mayoría de los científicos utilizan actualmente superficies duras y lisas para el cultivo de células. En este tipo de superficies se pueden cultivar células como las del músculo cardíaco artificial que realmente se contraen. Sin embargo, se comportan de forma diferente a las células de un cuerpo vivo. Por ejemplo, apenas reaccionan a hormonas como la adrenalina, que debería hacerlas latir más rápido. El equipo del SPT está creando condiciones de cultivo más realistas para que las células iPS se conviertan en células más maduras que se comporten de forma natural. En lugar de superficies duras, se utilizan, por ejemplo, revestimientos superficiales blandos hechos de hidrogeles y "estructuras biomiméticas" en 3D fabricadas con impresoras 3D. Las superficies también se modifican con procesos bioquímicos para poder simular el entorno específico del tejido.
La clave del cultivo de células iPS en el SPT es el uso de biorreactores, en los que las células crecen mientras flotan libremente en una solución nutritiva o se adhieren a un microportador. Julia Neubauer y Marco Metzger, del Fraunhofer ISC, subdirector del SPT, explican que en estos reactores las células se cultivan, por ejemplo, en diminutas microesferas de hidrogel. También pueden crecer en pequeños agregados 3D e interactuar entre sí. Estos métodos imitan con éxito el crecimiento natural de los tejidos. Otra ventaja del cultivo de células iPS en flotación libre es que las células reciben una nutrición y un oxígeno óptimos. En un grupo de células en una superficie 2D, las de la capa inferior suelen estar peor nutridas. El entorno celular tampoco ofrece condiciones naturales.
Biobanco de células para la investigación
En los últimos años, el Fraunhofer IBMT ha colaborado con empresas farmacéuticas para crear el Banco Europeo de Células Madre Pluripotentes Inducidas (EBISC), un biobanco único de células iPS. Este biobanco ofrece una variedad de líneas de células iPS diferentes, por ejemplo, de pacientes con la enfermedad de Parkinson o la enfermedad de Alzheimer de inicio temprano. Las células iPS están a disposición del mundo académico, las empresas y los institutos de investigación. "Con la ayuda de estas células iPS se pueden desarrollar y probar tratamientos para una serie de enfermedades", afirma Julia Neubauer. "El banco es, por tanto, de suma importancia para el futuro tratamiento de enfermedades que actualmente son incurables".
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
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