Nueva tecnología permite obtener imágenes integrales de tejido vivo profundo por primera vez

La ingeniería de tejidos consiste en restaurar o mejorar la función celular y tisular en el cuerpo mediante la sustitución de las células defectuosas por otras cultivadas en laboratorio. Esta técnica es prometedora para una amplia gama de aplicaciones, como el cultivo de cartílago para trasplantarlo en la rodilla dañada de un paciente. Dado que el cartílago no puede regenerarse por sí solo, los daños que sufre son una de las principales causas de la osteoartritis. La composición de las células y los tejidos trasplantados es crucial para su aceptación por parte del organismo. Si la composición interna está comprometida, existe una mayor probabilidad de rechazo o función deficiente. Esto es especialmente cierto en el caso de la matriz extracelular, el espacio entre las células que determina la estructura celular y la comunicación intercelular. Los métodos de obtención de imágenes tradicionales, como la microscopía de fluorescencia, han utilizado etiquetas fluorescentes para marcar moléculas específicas dentro de las células. Sin embargo, estos marcadores ofrecen una vista limitada al recopilar información solo de grupos de moléculas etiquetadas y pueden ser tóxicas, impidiendo que el tejido sea adecuado para el trasplante.

En ingeniería de tejidos, esto requiere el cultivo de dos conjuntos de tejidos en el laboratorio antes del trasplante al cuerpo: uno para examinar y asegurarse que la muestra sea segura y otro para el trasplante propiamente dicho. Este proceso es costoso y la variabilidad significativa en la calidad de las composiciones celulares cultivadas en el laboratorio significa que, incluso si los científicos examinan una muestra producida bajo las mismas condiciones que la destinada para el trasplante, no pueden estar seguros de que no será rechazada. Ahora, un nuevo dispositivo que utiliza luz para obtener imágenes de tejidos de manera no destructiva podría revolucionar los tratamientos de trasplante de cartílago y tejido, sentando las bases para la terapia de la osteoartritis.

Imagen: El nuevo dispositivo podría sentar las bases para un nuevo tipo de tratamiento de la osteoartritis (foto cortesía de Adobe Stock)

Este nuevo dispositivo, desarrollado a través de una investigación colaborativa en la que participaron investigadores del King's College London (Londres, Reino Unido), es el primero de su tipo que revela la estructura molecular del tejido profundo sin depender de las limitantes etiquetas fluorescentes. Detallado en la revista Nature Communications, este dispositivo, fácilmente disponible, podría mejorar el uso de la ingeniería de tejidos en medicina y reducir a la mitad los costos de producción de tejidos en el laboratorio. El enfoque de los investigadores, la tomografía de proyección espectral Raman, se basa en tecnologías anteriores que utilizan la luz para proporcionar una visión clara y no invasiva a niveles mucho más profundos que antes, permitiendo la evaluación de la matriz extracelular.

La composición de la mayoría de los cartílagos cultivados en laboratorio muestra niveles variables de componentes vitales en la matriz extracelular, como el colágeno. Sin la capacidad de ver esta variación, los científicos no pueden estar seguros de que los tejidos que trasplantan en el cuerpo serán seguros y funcionales, haciendo que las mejoras a muestras individuales sean lentas e iterativas. Al imaginar dichos tejidos sin dañar las células, los investigadores podrán, por primera vez, tener la confianza de que un trasplante funcionará a la mitad del costo. En el futuro, el equipo espera utilizar esta tecnología en quirófanos para obtener imágenes de tumores en pacientes sometidos a extirpación quirúrgica, reduciendo la necesidad de estudiar los tejidos tumorales de manera prolongada y potencialmente ahorrando tiempo y vidas.

“La ingeniería de tejidos tiene el potencial de cambiar la vida de muchos pacientes. Aproximadamente una de cada cinco personas de 45 años sufre osteoartritis en el Reino Unido, y el cartílago de la rodilla no tiene forma de reemplazarse por sí solo. El trasplante con estructuras de ingeniería de tejidos podría ayudar a resolver este problema”, afirmó el Dr. Mads Bergholt, profesor adjunto de Biofotónica en el King's College de Londres.

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King's College de Londres