Las enfermedades pulmonares matan a millones de personas en todo el mundo cada año. Las opciones de tratamiento son limitadas y los modelos animales y los fármacos experimentales son insuficientes para estudiar estas enfermedades. Ahora, dejemos que los investigadores expliquen Biomateriales aplicados ACS Su éxito en la creación de una biotinta a base de moco para imprimir tejido pulmonar en 3D. El avance podría algún día ayudar a estudiar y tratar enfermedades pulmonares crónicas.
Si bien algunas personas con enfermedades pulmonares reciben trasplantes, los órganos de donantes son escasos. Alternativamente, se pueden usar medicamentos y otros tratamientos para controlar los síntomas, pero no existe cura disponible para trastornos como la enfermedad pulmonar obstructiva crónica y la fibrosis quística. Los investigadores continúan buscando mejores medicamentos, a menudo basándose en pruebas en ratones. Pero estos modelos animales sólo pueden captar parcialmente las complicaciones de las enfermedades pulmonares en humanos y es posible que no predigan con precisión la seguridad y eficacia de nuevos medicamentos. Mientras tanto, los bioingenieros están explorando la producción de tejido pulmonar en el laboratorio, ya sea como un modelo más preciso para estudiar el pulmón humano o como material potencial para su uso en implantes. Una técnica implica imprimir estructuras en 3D que imitan el tejido humano, pero diseñar una biotinta adecuada para favorecer el crecimiento celular es difícil. Así que Ashok Raichur y sus colegas se propusieron eliminar este obstáculo.
El equipo comenzó con mucina, un componente del moco que no se ha explorado ampliamente para la bioimpresión. Partes de la estructura molecular de este polímero antibacteriano se asemejan al factor de crecimiento epidérmico, una proteína que promueve la unión y el crecimiento celular. Raichur y sus colegas hicieron reaccionar mucina con anhídrido metacrílico para producir mucina metacrilatada (MuMA), que luego mezclaron con células pulmonares. Se añadió ácido hialurónico, un polímero natural que se encuentra en los tejidos conectivos y otros tejidos, para mejorar la adhesividad de la biotinta y promover el crecimiento celular y la adhesión a MuMA. Después de imprimir la tinta en patrones de prueba que incluían cuadrículas redondas y cuadradas, se expuso a luz azul para entrecruzar las moléculas de MMA. Los enlaces cruzados estabilizaron la estructura impresa en una forma de gel poroso que absorbía fácilmente agua para la supervivencia celular.
Los investigadores descubrieron que los poros interconectados del gel facilitaban la difusión de nutrientes y oxígeno, fomentando el crecimiento celular y la formación de tejido pulmonar. Las estructuras impresas no eran tóxicas y se biodegradaban lentamente en condiciones fisiológicas, lo que las hacía potencialmente adecuadas como implantes en los que los andamios impresos se reemplazan lentamente por tejido pulmonar recién desarrollado. Bioink también se puede utilizar para crear modelos 3D del pulmón para estudiar procesos de enfermedades pulmonares y predecir tratamientos potenciales.
Los autores agradecen la financiación del Departamento de Ciencia y Tecnología del Gobierno de la India.
