La bioimpresión celular 3D se extiende al sector alimentario

La bioimpresión celular 3D es una tecnología de vanguardia para crear tejidos vivos como vasos sanguíneos, huesos, cartílagos o piel. Su aplicación se ha extendido a distintos ámbitos más allá de la medicina regenerativa y uno de ellos es el alimentario, bien para el desarrollo de ingredientes y productos con efecto funcional, ya que esta tecnología permite crear modelos in vitro más precisos de aquellas funciones fisiológicas de interés, como para la fabricación de carne in vitro, una de las alternativas tecnológicas más relevantes para el abastecimiento sostenible de proteínas.

Esta innovación se basa en la tecnología de fabricación aditiva de la impresión 3D, generando estructuras celulares tridimensionales mediante la adición capa a capa de un material sin la necesidad de molde. El material que se adiciona es la denominada 'biotinta', un material fruido que se carga en los inyectores de la bioimpresora y que permite mimetizar la arquitectura del tejido celular de interés.

Para la doctora Lidia Tomás, especialista en estudios con modelos celulares de Ainia, los principales componentes son: las células vivas representativas del tejido a imprimir, bien de un tipo celular o varios; los biomateriales para la generación de la estructuras o andamiajes (los denominados 'scaffolds'), entre otros colágeno, gelatina o hidrogeles a base de ácido hialurónico o polietilenglicol, componentes para el mantenimiento célula, así como otros compuestos o moléculas que permita la solidificación o con capacidad de reticular ('crosslinkers').

Dado que es complicado que un único material reúna todas las propiedades para la obtener las características necesarias (propiedades reológicas y mecánicas, capacidad de impresión y biocompatibilidad celular), una de las tendencias es hacer uso de biotintas multicomponentes, de modo los materiales suelen ser combinaciones de varios materiales para lograr las propiedades mecánicas deseadas así como para facilitar la capacidad de impresión.

CUATRO GRANDES ETAPAS

La creación de la estructuras celulares 3D mediante bioimpresión puede dividirse en cuatro grandes etapas: el diseño de la estructura (selección de las células, los materiales para la generación de la biotinta); el proceso de bioimpresión; la post-bioimpresión cultivo de la estructura celular (funcionalizarlo, y/o crecimiento soporte placa, biorreactor...); y, por último, la evaluación de la estructura (comprobar la viabilidad, estructura, y funcionalidad).

Asimismo, el proceso de bioimpresión celular per se, es decir la forma que crean las estructuras por el depósito de la biotinta en el soporte, se puede clasificar, según la experta de Ainia, en tres tipos de tecnologías en las que se basan las diferentes bioimpresoras disponibles en el mercado. En primer lugar, la bioimpresión basada en extrusión, de modo que la biotinta se extruye por los inyectores formando un filamento continuo. En segundo lugar, la bioimpresión de inyección en gotas, en la que la biotinta se coloca mediante un 'goteo discreto' que se van apilando para crear la estructura. Y, por último, la bioimpresión mediante fotopolimerización, que se basa en la sensibilidad a la luz de algunos polímeros para la solidificación de éstos a través de la luz.

Por último, en opinión de Lidia Tomás, la bioimpresión celular, una tecnología de ingería tisular revolucionaria, está permitiendo que lo 'in vitro' esté más próximo a lo 'in vivo'.