Investigadores textiles preparan células madre para convertirse en tejido orgánico
Fecha de publicación:Casi 3.000 personas murieron esperando un trasplante de órgano en 2022, según la Red de Obtención y Trasplante de Órganos, y más de 100.000 personas siguen en la lista de espera. Al imaginar un futuro sin la necesidad de órganos donados, un investigador de NC State está sentando las bases para cultivar células madre en tejido de órganos de reemplazo.
Jessica M.Gluck, profesor asistente de ingeniería textil, química y ciencia en el Colegio Wilson de Textiles, estudia los microambientes del cuerpo humano. Estos microambientes fomentan el crecimiento y la actividad celular y tienen diferentes propiedades físicas y mecánicas según el lugar del cuerpo en el que se encuentren.
laboratorio de gluck Experimenta con materiales nanofibrosos para crear andamios que puedan transferir células madre al cuerpo. Las células tomadas de un individuo pueden esencialmente reprogramarse en células madre de tipo embrionario. Las células madre son pluripotentes, por lo que pueden regenerarse en cualquier célula del cuerpo. Gluck y su equipo alteran las propiedades del andamio nanofibroso para imitar ciertos microambientes, lo que a su vez estimula a las células madre a convertirse en un tipo específico de célula o crecer en un tejido específico.
RELACIONADO
La investigación científica básica que se lleva a cabo en el laboratorio de Gluck reforzará la futura investigación aplicada centrada en la reparación y el crecimiento de órganos: comprender los matices del desarrollo celular ayudará a los investigadores a aprender cómo prevenir enfermedades y crear nuevos tejidos.
“No necesitaríamos órganos ni tejidos de donantes. La gente no tendría que preocuparse de que sus cuerpos rechacen los órganos trasplantados”, dijo Gluck. "Todavía estamos muy lejos de esa realidad, pero creo que en los próximos 20 años comenzaremos a ver que este proceso se vuelve más factible en la medicina personalizada".
En la superficie, los textiles suenan como calcetines y toallas. Cuando miras la industria en su conjunto, estás viendo cosas hechas de polímeros, que es prácticamente todo.
Gluck y su equipo experimentan creando andamios que imitan específicamente los microambientes del corazón y la córnea. La investigación involucra una combinación de textiles, ingeniería biomédica, medicina e ingeniería mecánica. Gluck ha trabajado junto con el Departamento de Ingeniería Eléctrica e Informática y el Departamento Conjunto de Ingeniería Biomédica estudiar las corrientes eléctricas en las células cardíacas. Gluck también forma parte del Instituto de Medicina Comparada, que fomenta la investigación interdisciplinaria y el descubrimiento científico para mejorar la salud humana y animal. Un enfoque multidisciplinario es vital para el laboratorio. https://www.youtube.com/embed/Zqqt39k9njg?feature=oembed&enablejsapi=1Las células madre pluripotentes laten sincrónicamente de forma similar a las células cardíacas.
Suh Hee Cook, Ph.D. candidato en el Programa de Ciencias de Fibras y Polímeros, había estudiado ingeniería biomédica antes de unirse al Wilson College of Textiles. Planeaban obtener un doctorado. en ingeniería biomédica antes de enterarse de que Gluck estaba investigando el tejido cardíaco. Ahora estudian cómo las células madre pluripotentes pueden convertirse en miocitos cardíacos.
"Hemos llegado al punto en el que las células madre laten como miocitos cardíacos, pero no con tanta fuerza ni tan sincronizadamente como un miocito real", dijo Cook. “Estamos interesados en materiales conductores, ya que el latido del corazón es algo eléctrico. Mientras fabricamos el material, queremos ver cómo responden las células y si laten mejor”. https://www.youtube.com/embed/YiPnkXeIXWE?feature=oembed&enablejsapi=1Suh Hee Cook ganó el premio People's Choice en el concurso de tesis de tres minutos de NC State.
El equipo de Gluck experimenta con las propiedades mecánicas y físicas del andamio nanofibroso, cambiando cosas como los niveles de proteínas, la elasticidad y la conductividad, para crear un microambiente estable similar a los que se encuentran en ciertos órganos. Nasif Mahmood, también Ph.D. Candidato en el programa de Ciencias de Fibras y Polímeros, está estudiando la reparación de la superficie ocular y la creación de andamios similares al tejido corneal. El material debe ser transparente para que no bloquee la visión y debe favorecer el crecimiento celular.
Mahmood ha estudiado textiles y ciencias del consumidor. Originalmente no planeaba unirse al campo biomédico, pero estaba fascinado por el trabajo de Gluck con células madre pluripotentes.
"Nunca hubiera imaginado que estaría aquí haciendo este tipo de investigación", dijo Mahmood. “Nunca disfruté tanto de la biología. Mi experiencia es en textiles. Como escuela textil, en nuestros laboratorios hay muchas cosas fascinantes”.
“A primera vista, los textiles suenan como calcetines y toallas”, dijo Gluck. “Cuando miras la industria en su conjunto, te fijas en cosas hechas de polímeros, que es prácticamente todo. Estás viendo cómo teñir textiles. La industria es increíblemente multidisciplinaria”.
Este trabajo es sólo el comienzo de una investigación que salvará vidas.
“Cuando doy un paso atrás, pienso: 'Es una locura ver cómo las células madre se convierten en tejido cardíaco y laten en un plato'”, dijo Cook. “El proceso de descubrimiento científico es muy gratificante para mí: descubrir un conocimiento y compartirlo con los científicos. Estamos haciendo esta pequeña parte para impulsar nuestro campo y estamos contribuyendo con este conocimiento que podría revolucionar el campo médico y salvar la vida de muchas personas”.
Fuente del artículo original: Investigación e innovación del estado de Carolina del Norte