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(noticias nanowerk) Un equipo dirigido por científicos del Instituto Politécnico Rensselaer ha cultivado en el laboratorio folículos pilosos impresos en 3D en tejido de piel humana. Esta es la primera vez que los investigadores utilizan la tecnología para crear folículos pilosos, que desempeñan un papel importante en la curación y el funcionamiento de la piel.
El hallazgo, publicado en la revista Avances científicos (“Muestras de tejido creadas en laboratorio”) tienen aplicaciones potenciales en medicina regenerativa y pruebas de fármacos, aunque todavía faltan varios años para la creación de injertos de piel que permitan hacer crecer el cabello.
“Nuestro trabajo es una prueba de concepto de que las estructuras de los folículos pilosos se pueden crear con alta precisión y reproducibilidad mediante bioimpresión 3D. Este tipo de proceso automatizado es necesario para permitir la futura bioproducción de piel”, dijo Pankaj Karande, Ph.D., profesor asociado de ingeniería química y biológica y miembro del departamento de Rensselaer, Shirley Ann Jackson, Ph.D. Centro de Biotecnología y Estudios Interdisciplinarios, quien dirigió el estudio.
“La reconstrucción de los folículos pilosos utilizando células de origen humano ha sido un desafío en el pasado. Algunos estudios han demostrado que estas células, cuando se cultivan en un entorno tridimensional, pueden formar 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 parece inicialmente superfluo. Sin embargo, los folículos pilosos son muy importantes: producen sudor y ayudan a regular la temperatura corporal, y contienen células madre que ayudan a la curación de la piel.
Los folículos pilosos también son un punto de entrada para medicamentos y cosméticos tópicos y, por lo tanto, son una parte importante de las pruebas dermatológicas. Pero hoy se están realizando las primeras pruebas de seguridad en tejido cutáneo sin folículos pilosos producido artificialmente.
“Actualmente, los modelos de piel contemporáneos (las estructuras diseñadas que imitan la piel humana) son bastante simples. Aumentar su complejidad agregando folículos pilosos nos brindaría aún más información sobre cómo interactúa la piel con productos tópicos”, dijo Carolina Catarino, Ph.D., autora principal del estudio, quien recibió su doctorado de Rensselaer y ahora es investigadora que trabaja sobre el desarrollo de métodos de prueba cutánea en el Grupo Boticário, una empresa de cosméticos en su país de origen, Brasil.
«El laboratorio del Dr. Karande es líder en 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», afirmó Deepak Vashishth, Ph.D., directora del Centro de Biotecnología y Estudios Interdisciplinarios Shirley Ann Jackson, Ph.D.
«El trabajo del Dr. Karande es un gran ejemplo de los avances que los investigadores del RPI están logrando en la intersección de la ingeniería y las ciencias biológicas con implicaciones para la salud humana», afirmó Shekhar Garde, Ph.D., decano de la Escuela de Ingeniería Rensselaer. La transferencia de la impresión 3D multicanal al campo biológico abre posibilidades interesantes que habrían sido difíciles de imaginar en el pasado”.
Los investigadores crearon su piel con folículos utilizando técnicas de impresión 3D adecuadas para imprimir a nivel celular.
Los científicos primero dividen y multiplican en el laboratorio muestras de células de piel y folículos hasta que hay suficientes células imprimibles. A continuación, los investigadores mezclan cada tipo de célula con proteínas y otros materiales para crear la «biotinta» que utiliza la impresora. Usando una aguja extremadamente delgada para aplicar la biotinta, la impresora construye la piel capa por capa y al mismo tiempo crea canales para aplicar las células ciliadas. Con el tiempo, las células de la piel migran a estos canales alrededor de las células ciliadas, reflejando las estructuras foliculares de la piel real.
Actualmente, estos tejidos tienen una vida útil de dos a tres semanas, lo que no es suficiente para el desarrollo del tallo piloso. El trabajo futuro del equipo de investigación tiene como objetivo ampliar este período para permitir que los folículos pilosos sigan madurando, allanando el camino para su uso en pruebas de fármacos y trasplantes de piel.
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