Biofabricació d'òrgans: Una nova estratègia per la medicina regenerativa
Autor: Laia Tomàs Miguel
Centre: ESCORIAL
Document:
treball_de_recerca_2.zip
(4.82 MB)
Amb motiu de la meva participació en el programa “Bojos per la bioenginyeria”, de la Fundació la Pedrera, i al meu interès en el tema en qüestió, se’m va donar la possibilitat de realitzar un assaig científic relacionat amb la medicina regenerativa, concretament, relacionada amb la regeneració d’òrgans complexes, en aquest cas el pulmó.
L’objectiu d’aquest treball és aprofundir en l’estat actual de la medicina regenerativa així com la base d’aquesta nova branca, les cèl·lules mare. D’altra banda, realitzar un assaig científic relacionat amb la medicina regenerativa, més concretament, amb la biofabricació pulmonar, que ens porti a deduir el percentatge d’èxit de la tècnica utilitzada així com poder extreure conclusions del futur clínic d’aquesta tècnica.
Per assolir els objectius plantejats, es va utilitzar el següent mètode: Per la part bibliogràfica, vaig haver de realitzar un treball de recerca extens, ja que és un tema molt actual del qual costa trobar informació. Els coneixements que he adquirit per dur a terme aquesta primera part provenen en gran part del què he après en el programa de “Bojos per la Bioenginyeria”, però també a base de la lectura d’articles científics, llibres i pàgines electròniques. L’assaig científic també requereix una formació prèvia sobre la tècnica utilitzada per la qual cosa abans i durant el mateix assaig, vam realitzar unes sessions teòriques sobre el tema.
La part pràctica consta d’un protocol prèviament dissenyat, que es va realitzar per parts durant una setmana. Té com a objectius determinar el percentatge d’èxit d’aquesta tècnica per una futura utilització en el camp de la medicina regenerativa, l’elaboració d’un protocol de laboratori i l’aprenentatge de tècniques de microscopi i altres procediments biotecnològics. Aquest apartat es va realitzar en els laboratoris del grup de recerca biomecànica cel·lular i respiratòria (Cellular and Respiratory Biomechanics) de l’IBEC a la Facultat de Medecina de la Universitat de Barcelona (Hospital Clínic) on em van proporcionar les instal·lacions complexes, adaptades i preparades amb el material necessari que requeria l’experiment.
Els resultats han estat l'obtenció d'una matriu de pulmó descel·lularitzada, la qual s'ha repoblat amb èxit amb una línia cel·lular concreta. Aquestes cèl·lules s'han adherit a la matriu adquirint la forma característica dels fibroblasts neonats de pulmó.
En aquest treball s’han extret les conclusions de forma separada. Pel què fa a la part teòrica s'ha observat que des de fa uns 10 anys aproximadament, s’ha donat especial interès a les cèl·lules mare així com a la medicina regenerativa. S’ha avançat clínicament en molts àmbits, com en la regeneració de pell o estructures bàsiques i això ens ha obert les portes a un ventall de possibilitats per curar diverses malalties.
Per una banda, la creació d’òrgans senzills ja és una realitat, com en el cas dels trasplantaments personalitzats de tràquea, vasos sanguinis, còrnia, lligaments, etc. D’altra banda, la creació bioartificial d’òrgans complexos com el pulmó o el cor són una realitat llunyana.
L’obtenció de matriu extracel·lular és relativament fàcil però la diferenciació cel·lular té unes taxes molt baixes d’èxit. Per tant, són necessaris més estudis sobre el procés de diferenciació cel·lular de les cèl·lules mare cap a altres tipus.
Alguns països avançats tecnològicament i científicament, tenen lleis més restrictives que impedeixen treballar amb embrions i cèl·lules mare embrionàries i per tant demoren el progrés d’aquesta nova branca.
Per últim, Si s’aconseguís controlar la proliferació de les cèl·lules IPS, les quals es predisposen a originar càncer, no comportarien problemes ètics i es podrien utilitzar clínicament.
Pel que fa a la part pràctica, la qual ha estat una rèplica en 2D de l’experiment de biofabricació pulmonar; La descel·lularització és una tècnica eficient per a obtenir matrius extracel·lulars, el cultiu de cèl·lules en 2D s’ha adherit correctament a la matriu extracel·lular, adquirint la forma característica dels fibroblasts pulmonars. La densitat de cèl·lules és l’adequada, ja que aquestes han poblat la majoria de la matriu.
En el cas d’una regeneració d’un pulmó complet, s’hauria de tenir en compte els diferents tipus cel·lulars alhora de recel·lularitzar la matriu i el moviment de l’òrgan. És a dir, estudiar la mecànica dels moviments que pateix el pulmó.
L’assaig realitzat és el primer pas per arribar a la regeneració d’òrgans complerts, ens obre la porta a conèixer l’òrgan en qüestió i ens permet identificar els punts febles de les diferents tècniques per a dissenyar nous experiments que permetin el progrés de la medicina regenerativa.
L’objectiu d’aquest treball és aprofundir en l’estat actual de la medicina regenerativa així com la base d’aquesta nova branca, les cèl·lules mare. D’altra banda, realitzar un assaig científic relacionat amb la medicina regenerativa, més concretament, amb la biofabricació pulmonar, que ens porti a deduir el percentatge d’èxit de la tècnica utilitzada així com poder extreure conclusions del futur clínic d’aquesta tècnica.
Per assolir els objectius plantejats, es va utilitzar el següent mètode: Per la part bibliogràfica, vaig haver de realitzar un treball de recerca extens, ja que és un tema molt actual del qual costa trobar informació. Els coneixements que he adquirit per dur a terme aquesta primera part provenen en gran part del què he après en el programa de “Bojos per la Bioenginyeria”, però també a base de la lectura d’articles científics, llibres i pàgines electròniques. L’assaig científic també requereix una formació prèvia sobre la tècnica utilitzada per la qual cosa abans i durant el mateix assaig, vam realitzar unes sessions teòriques sobre el tema.
La part pràctica consta d’un protocol prèviament dissenyat, que es va realitzar per parts durant una setmana. Té com a objectius determinar el percentatge d’èxit d’aquesta tècnica per una futura utilització en el camp de la medicina regenerativa, l’elaboració d’un protocol de laboratori i l’aprenentatge de tècniques de microscopi i altres procediments biotecnològics. Aquest apartat es va realitzar en els laboratoris del grup de recerca biomecànica cel·lular i respiratòria (Cellular and Respiratory Biomechanics) de l’IBEC a la Facultat de Medecina de la Universitat de Barcelona (Hospital Clínic) on em van proporcionar les instal·lacions complexes, adaptades i preparades amb el material necessari que requeria l’experiment.
Els resultats han estat l'obtenció d'una matriu de pulmó descel·lularitzada, la qual s'ha repoblat amb èxit amb una línia cel·lular concreta. Aquestes cèl·lules s'han adherit a la matriu adquirint la forma característica dels fibroblasts neonats de pulmó.
En aquest treball s’han extret les conclusions de forma separada. Pel què fa a la part teòrica s'ha observat que des de fa uns 10 anys aproximadament, s’ha donat especial interès a les cèl·lules mare així com a la medicina regenerativa. S’ha avançat clínicament en molts àmbits, com en la regeneració de pell o estructures bàsiques i això ens ha obert les portes a un ventall de possibilitats per curar diverses malalties.
Per una banda, la creació d’òrgans senzills ja és una realitat, com en el cas dels trasplantaments personalitzats de tràquea, vasos sanguinis, còrnia, lligaments, etc. D’altra banda, la creació bioartificial d’òrgans complexos com el pulmó o el cor són una realitat llunyana.
L’obtenció de matriu extracel·lular és relativament fàcil però la diferenciació cel·lular té unes taxes molt baixes d’èxit. Per tant, són necessaris més estudis sobre el procés de diferenciació cel·lular de les cèl·lules mare cap a altres tipus.
Alguns països avançats tecnològicament i científicament, tenen lleis més restrictives que impedeixen treballar amb embrions i cèl·lules mare embrionàries i per tant demoren el progrés d’aquesta nova branca.
Per últim, Si s’aconseguís controlar la proliferació de les cèl·lules IPS, les quals es predisposen a originar càncer, no comportarien problemes ètics i es podrien utilitzar clínicament.
Pel que fa a la part pràctica, la qual ha estat una rèplica en 2D de l’experiment de biofabricació pulmonar; La descel·lularització és una tècnica eficient per a obtenir matrius extracel·lulars, el cultiu de cèl·lules en 2D s’ha adherit correctament a la matriu extracel·lular, adquirint la forma característica dels fibroblasts pulmonars. La densitat de cèl·lules és l’adequada, ja que aquestes han poblat la majoria de la matriu.
En el cas d’una regeneració d’un pulmó complet, s’hauria de tenir en compte els diferents tipus cel·lulars alhora de recel·lularitzar la matriu i el moviment de l’òrgan. És a dir, estudiar la mecànica dels moviments que pateix el pulmó.
L’assaig realitzat és el primer pas per arribar a la regeneració d’òrgans complerts, ens obre la porta a conèixer l’òrgan en qüestió i ens permet identificar els punts febles de les diferents tècniques per a dissenyar nous experiments que permetin el progrés de la medicina regenerativa.