Los científicos cultivan células en el esqueleto de un robot (pero aún no saben qué hacer con ellas)

La ciencia de la ingeniería de tejidos, o el cultivo de células humanas para su uso en medicina, está en pañales, y solo las células más simples cultivadas en laboratorio pueden usarse en tratamientos experimentales en la actualidad. Pero los investigadores dicen que un nuevo método de ingeniería de tejidos podría mejorar potencialmente la calidad de este trabajo: hacer crecer las células en el esqueleto de un robot en movimiento.

Por lo general, las células utilizadas en este tipo de medicina regenerativa se cultivan en entornos estáticos. Piense: placas de Petri y andamios 3D en miniatura. Algunos experimentos en el pasado han demostrado que las células pueden crecer en estructuras móviles como bisagras, pero estas solo han estirado o doblado el tejido en una sola dirección. Pero los investigadores de la Universidad de Oxford y la firma de robótica Devanthro pensaron que, si desea cultivar materia diseñada para moverse y flexionarse como tendones o músculos, sería mejor recrear su entorno de crecimiento natural con la mayor precisión posible. Así que decidieron aproximarse a un cuerpo humano móvil.

El cultivo de células en una persona real crea todo tipo de dificultades, por supuesto, por lo que el equipo interdisciplinario decidió aproximarse al sistema musculoesquelético humano lo mejor que pudo utilizando un robot. Como se describe en un artículo publicado en Communications Engineering, adaptaron un esqueleto de robot de código abierto diseñado por los ingenieros de Devanthro y crearon un entorno de crecimiento personalizado para las células que se pueden colocar en el esqueleto para doblarse y flexionarse según sea necesario. (Estos entornos de crecimiento se conocen como biorreactores).

El sitio que eligieron para esta agricultura de tejido fue la articulación del hombro del robot, que tuvo que actualizarse para aproximarse con mayor precisión a nuestros propios movimientos. Luego, crearon un biorreactor que podría colocarse en el hombro del robot, que consiste en cadenas de filamentos biodegradables estirados entre dos puntos de anclaje, como un mechón de cabello, con toda la estructura encerrada dentro de una membrana exterior similar a un globo.

Luego, los filamentos similares a cabellos se sembraron con células humanas y la cámara se inundó con un líquido rico en nutrientes diseñado para estimular el crecimiento. Las células se cultivaron durante un período de dos semanas durante el cual disfrutaron de una rutina diaria de ejercicios. Durante 30 minutos cada día, el biorreactor se insertaba en el hombro y, a falta de un término mejor, se movía (aunque de una manera muy científica).

Sin embargo, aquí está la gran advertencia: si bien el equipo observó cambios en las células en ejercicio que eran diferentes de las que crecieron en un entorno estático, aún no están seguros de si esos cambios fueron buenos.

El investigador principal del proyecto, Pierre-Alexis Mouthuy, del Instituto Botnar de Ciencias Musculoesqueléticas de la Universidad de Oxford aseguró que las diferencias que él y sus colegas observaron en las células que crecieron de esta manera, que se basaron en medir la actividad y el crecimiento de ciertos genes— eran, en el mejor de los casos, ambiguos en términos de futuras aplicaciones médicas.

“Obtenemos diferencias en el régimen de carga [el movimiento del biorreactor en la articulación del hombro del robot], pero ¿esas diferencias significan mejores células? Todavía no lo sabemos”, dice Mouthuy. “No estamos diciendo que este sistema sea mejor que los demás. O hay un movimiento en particular que es mejor que los demás. Solo estamos mostrando la viabilidad”.

Entonces: el equipo ha demostrado que es posible cultivar células en el esqueleto de un robot. Ahora, solo necesitan averiguar si vale la pena el tiempo. En el documento, sin embargo, los investigadores disfrutaron de algunas especulaciones optimistas sobre el potencial de esta línea de trabajo. Ellos razonan que, en el futuro, los escaneos detallados de los pacientes podrían usarse para crear réplicas perfectas de sus cuerpos, lo que permitiría cultivar tejidos como tendones para cirugías en un simulacro humano.

Por ahora, sin embargo, ha vuelto a la mesa de dibujo o, más bien, al esqueleto del robot. Como dice Mouthuy, “Necesitamos trabajar mucho más para entender lo que realmente está pasando”.