Diseñan un biogel que acelera la cicatrización de las heridas de forma natural
Replica con precisión la estructura y composición de la piel humana en sus tres capas principales: epidermis, dermis e hipodermis
Samuel Blanco López
Un equipo multidisciplinar formado por investigadores de la Universidad de Granada, integrantes del Instituto de Investigación Biosanitaria ibs.GRANADA, del Hospital Universitario Virgen de las Nieves, de la Universidad de Jaén y de la empresa Bioiberica, han biofabricado un innovador sustituto cutáneo bioactivo que acelera la regeneración de heridas en la piel. Se trata de un biogel de tres capas basado en componentes de la matriz extracelular (ECM), un complejo entramado de moléculas que actúa como un andamio natural en nuestros tejidos, que es capaz de promover eficazmente la cicatrización y regeneración de heridas en la piel.
Este avance ha sido posible gracias a la colaboración entre miembros del Laboratorio Singular de Biofabricación y (Bio)impresión 3D (BioFab i3D), el Laboratorio Singular de Física de Fluidos no Newtonianos (F2N2Lab), el Departamento de Dermatología del Hospital Universitario Virgen de las Nieves, la Unidad de Excelencia 'Modeling Nature' (MNAT), el Departamento de Ciencias de la Salud de la Universidad de Jaén y el departamento de I+D+i en Salud Animal y Humana de la empresa Bioiberica. Juntos, han aplicado un enfoque innovador en biofabricación y biomedicina regenerativa para desarrollar un modelo de piel artificial con alto potencial clínico. El estudio ha sido publicado en la prestigiosa revista científica 'Materials Today Bio', donde los autores presentan en detalle la caracterización fisicoquímica, mecánica, biológica y de eficacia preclínica de este novedoso sustituto cutáneo.
Este nuevo biogel ha sido presentado este martes en el Centro de Investigación Biomédica (CIBM) de la Universidad de Granada y ha contado con la presencia de Juan Antonio Marchal Corrales, catedrático del departamento de Anatomía y Embriología Humana de la UGR; Carlos Sampedro Matarín, director de Transferencia e Innovación del Vicerrectorado de Investigación y Transferencia de la UGR; Cristina Sánchez González, directora del Centro de Investigación Biomédica, y Federico García García, adjunto a la Dirección Científica del Instituto de Investigación Biosanitaria (ibs.GRANADA)
Un sustituto que imita la piel natural
El nuevo modelo de piel biofabricada, denominado 'BT Skin', ha sido diseñado para replicar con precisión la estructura y composición de la piel humana, incluyendo sus tres capas principales: epidermis, dermis e hipodermis. Para ello, los investigadores han utilizado hidrogeles biomiméticos enriquecidos con fibroblastos dérmicos humanos (hDFs), queratinocitos epidérmicos humanos (hEKs) y células madre mesenquimales (hMSCs) derivadas de tejido adiposo. Además, 'BT Skin' imita la matriz natural, proporcionando un entorno más realista para que las células de la piel crezcan y sanen heridas de forma más rápida y eficiente.
Gracias a la combinación de tecnologías avanzadas en biofabricación 3D, biomedicina regenerativa, desarrollo de moléculas de alto valor biológico y terapéutico y dermatología clínica, el 'BT Skin' ha demostrado ser biocompatible y altamente efectivo en la regeneración de heridas. Su composición incluye colágeno, ácido hialurónico, elastina, queratina y otros biomateriales clave que mejoran sus propiedades mecánicas y biológicas en comparación con otros sustitutos cutáneos actualmente disponibles.
El 'BT Skin' tiene dos modelos principales. Uno de ellos es el 'BT Skin' disecado, que no contiene agua porque no se utilizan células en su producción, lo que lo hace ventajoso a la hora de necesitar ser aplicado urgentemente. Ambos modelos son iguales y tienen la misma composición, la única diferencia es que al extraerle el agua permite una mayor manipulabilidad y rapidez en su aplicación como un apósito en la zona herida de la piel. A las dos semanas, tanto el hidrogel sin células como el que tiene células, de manera significativa, produce el cierre de las heridas de una manera más rápida incluso que el trasplante autólogo de la piel.
Resultados prometedores en modelos animales
El 'BT Skin' ha demostrado en estudios preclínicos realizados en modelos de heridas en ratones su capacidad para acelerar la cicatrización, favoreciendo la re-epitelización y reduciendo la inflamación en comparación con heridas no tratadas. En tan solo catorce días, el nuevo sustituto cutáneo permitió un cierre temprano de las heridas, obteniendo resultados comparables a los de los autoinjertos de piel.
Los análisis histológicos confirmaron que la estructura dérmica de las heridas tratadas con 'BT Skin' se asemejaba más a la piel natural, mostrando una mejor organización del colágeno y una regeneración más eficiente de la barrera epidérmica. Los autores del estudio han expresado que “El 'BT Skin' no solo favorece la regeneración de la piel dañada, sino que también ayuda a preservar su función barrera y a mejorar la calidad del tejido cicatrizado”.
Evolución de heridas en ratas con ninguna aplicación, integración de piel y aplicación de 'BT Skin' en sus dos modelos
Un esfuerzo colaborativo con impacto en la medicina regenerativa a largo plazo
El desarrollo de este sustituto cutáneo es el resultado de una colaboración interdisciplinar entre diferentes grupos de investigación básicos, traslacionales, clínicos y de una empresa como Bioiberica que es referente mundial en el sector farmacéutico y nutracéutico, experta en la identificación, extracción y desarrollo de ingredientes farmacéuticos activos (APIs) como la heparina, el condroitín sulfato y la glucosamina, y de ingredientes funcionales de origen natural como tiroides natural desecada, el colágeno nativo tipo II y la matriz de ácido hialurónico. Todos ellos han aportado su experiencia en patologías de la piel y en terapias avanzadas para la regeneración cutánea.
El profesor Juan Antonio Marchal, responsable del estudio, ha destacado la relevancia de este hallazgo: "Este descubrimiento supone un importante avance en la biofabricación de piel biomimética, mediante la generación de un sustituto cutáneo que favorece una regeneración más rápida y eficaz de la piel dañada. Nuestro objetivo es trasladar estos hallazgos a ensayos clínicos y, en el futuro, ofrecer a los pacientes con heridas graves o enfermedades dermatológicas una alternativa terapéutica innovadora y personalizada."
La biofabricación de piel biomimética representa una nueva frontera en la medicina regenerativa, ofreciendo soluciones personalizadas y efectivas para mejorar la calidad de vida de millones de personas en todo el mundo.
El estudio ha contado con el apoyo de financiación nacional e internacional, incluyendo programas de investigación en biomedicina regenerativa y biofabricación avanzada, respaldados por entidades como el Instituto de Salud Carlos III, la Consejería de Universidad, Investigación e Innovación de la Junta de Andalucía y por el programa de investigación e innovación Horizonte Europa de la Unión Europea a través del proyecto Nabiheal.
Sin embargo, el gel aún debe ser probado en futuros ensayos clínicos en humanos antes de poder utilizarse en el día a día de las clínicas. Es por ello que se estima que requerirá entre tres y cuatro años de estudios en humanos antes de su comercialización y uso en hospitales y clínicas médicas.
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