Un biorreactor de la UGR monitoriza mediante ultrasonidos la maduración de cartílago humano cultivado en 3D

Un equipo de científicos españoles, liderado desde la Universidad de Granada, ha diseñado un biorreactor que permite cultivar en cuatro semanas y monitorizar en tiempo real, a través del análisis de señales ultrasónicas, tejidos de cartílago humano cultivados en "andamios" generados mediante impresión en tres dimensiones.

Según ha informado la UGR en una nota de prensa, médicos, biólogos, físicos e ingenieros han trabajado a partir de estas técnicas de generación de cartílago mediante ingeniería tisular, uno de los tratamientos actuales "más prometedores para las patologías de cartílago articular, provocadas por rupturas y lesiones deportivas, factores genéticos u otras enfermedades, como algunos tipos de artritis".

En este estudio, que ha publicado la revista científica 'Sensors and Actuators B', los investigadores fabricaron "andamios" de ácido poliláctico --una sustancia biocompatible y reabsorbible-- mediante impresión 3D para sembrar condrocitos humanos --células de cartílago--, y después cultivarlos en el biorreactor integrado con ultrasonidos.

Las señales recibidas por los sensores del biorreactor se analizaron mediante "la interacción ultrasonido-tejido y por un tratamiento computacional de la evolución de la matriz extracelular". Para reconstruir la velocidad y la atenuación de las señales extraídas, los científicos combinaron "un proceso computacional basado en algoritmos genéticos sobre la biomecánica del tejido con el procesado de la propagación de la onda".

Los datos fueron validados frente a las mediciones de evolución de los cultivos de condrocitos 3D 'in vitro' evaluados por "la proliferación, observaciones morfológicas y ultraestructurales, parámetros bioquímicos y análisis de la expresión génica".

Los parámetros reconstruidos por los científicos desde la monitorización ultrasónica demostraron "ser útiles para determinar indirectamente parámetros de proliferación y formación de matriz específica de cartílago de una manera no invasiva".

El nuevo método de evaluación se presenta como "un procedimiento preciso y no invasivo que puede automatizarse y que proporciona información en tiempo real sobre la funcionalidad de condrocitos primarios humanos". Dicho método podría monitorizar, en un contexto clínico, la evaluación de la progresión de "la mejoría de la lesión tras el tratamiento en pacientes con osteoartritis".

En este trabajo han participado investigadores de las universidades de Granada y Jaén pertenecientes a la Unidad de Excelencia 'Modeling Nature: from nano to macro' de la UGR, la Complutense de Madrid, y el Instituto de Investigación Biosanitaria de Granada.