Un grupo de investigadores, incluido un estudiante de doctorado de Concordia, ha desarrollado un nuevo método de bioimpresión de células neuronales adultas. Están utilizando una nueva tecnología asistida por láser que mantiene altos niveles de viabilidad y funcionalidad celular.
El candidato a doctorado y académico público 2020-21 Hamid Orimi y sus coautores presentan la viabilidad de una nueva tecnología de bioimpresión que desarrollaron en un artículo reciente publicado en la revista. Micromáquinas. Demuestran cómo la metodología que crearon, llamada transferencia lateral inducida por láser (LIST), mejora las técnicas de bioimpresión existentes mediante el uso de bioenlaces de diferentes viscosidades, lo que permite una mejor impresión 3D. Orimi, su co-supervisor de Concordia, Sivakumar Narayanswamy en la Escuela de Ingeniería y Ciencias de la Computación Gina Cody, el co-supervisor de CRHMR, Christos Boutopoulos, y los coautores de la Universidad de Montreal presentaron por primera vez el método en la revista Nature. Informes científicos en 2020.
Orimi coescribió el artículo más reciente con la autora principal Katiane Roversi, Sebastien Talbot y Boutopoulos en la UdeM y Marcelo Falchetti y Edroaldo da Rocha en la Universidad Federal de Santa Catarina en Brasil. En él, los investigadores demuestran que la tecnología se puede utilizar para imprimir con éxito neuronas sensoriales, un componente vital del sistema nervioso periférico. Esto, dicen, es prometedor para el desarrollo a largo plazo del potencial de la bioimpresión, incluido el modelado de enfermedades, las pruebas de drogas y la fabricación de implantes.
Viable y funcional
Los investigadores utilizaron neuronas del ganglio de la raíz dorsal (DRG) del sistema nervioso periférico de ratones para probar su tecnología. Las neuronas se suspendieron en una solución bioink y se cargaron en un capilar cuadrado sobre un sustrato biocompatible. Los pulsos de láser de nanosegundos de baja energía se enfocaron en el medio del capilar, generando microburbujas que se expandieron y expulsaron un microjet cargado de células sobre el sustrato debajo de él. Las muestras se incubaron brevemente, luego se lavaron y se volvieron a incubar durante 48 horas.
Luego, el equipo realizó varias pruebas para medir las capacidades de las celdas impresas. Un ensayo de viabilidad encontró que el 86 por ciento de las células permanecían vivas dos días después de la impresión. Los investigadores señalan que las tasas de viabilidad mejoraron cuando el láser utilizó menos energía. La termomecánica asociada con un mayor uso de energía láser tenía más probabilidades de dañar las células.
Otras pruebas midieron el crecimiento de neuritas (en el que las neuronas en desarrollo producen nuevas proyecciones a medida que crecen en respuesta a señales de orientación), la liberación de neuropéptidos, la formación de imágenes de calcio y la secuenciación de ARN. En general, los resultados fueron alentadores en general, lo que sugiere que la técnica podría ser una contribución importante al campo de la bioimpresión.
Bueno para personas y animales.
“En general, la gente a menudo saca conclusiones cuando hablamos de bioimpresión”, dice Orimi. “Creen que ahora podemos imprimir cosas como órganos humanos para trasplantes. Si bien este es un objetivo a largo plazo, estamos muy lejos de ese punto. Pero todavía hay muchas formas de utilizar esta tecnología”.
Lo más cercano es el descubrimiento de fármacos. El equipo espera obtener la aprobación para continuar su investigación sobre el injerto celular, que puede ser de gran ayuda en el descubrimiento de fármacos, como los medicamentos para la recuperación de nervios.
Otra ventaja de usar esta tecnología, dice Orimi, es una disminución en las pruebas con animales. Esto no solo tiene un aspecto humanitario: se sacrificarán menos animales para realizar experimentos destinados a beneficiar a los humanos, sino que también producirá resultados más precisos, ya que las pruebas se realizarán en tejidos humanos, no animales.
Fuente de la historia:
Materiales proporcionados por Universidad de Concordia. Original escrito por Patrick Lejtenyi. Nota: El contenido puede editarse por estilo y longitud.
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