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lunes, 1 de junio 2020
01/06/2020
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¿Piel cultivada en el laboratorio? conoce alguna de sus aplicaciones

El Grupo Ingeniería de Tejidos y Terapias Celulares, en cabeza de la profesora Luz Marina Restrepo, nos cuenta cómo han logrado producir piel artificial a partir del cultivo de células de este tejido, su utilidad en la industria farmacéutica para la aplicación de test de sustancias corrosivas e irritantes y de otros posibles usos médicos 

 

Desde hace muchos años nuestro grupo de investigación ha trabajado en la producción de piel en el laboratorio.  Para “crear esta piel artificial” es necesario obtener las células que hacen parte de este tejido. En la piel nativa los queratinocitos son las células principales que constituyen la epidermis, la capa más externa de la piel, y crecen de forma estratificada sobre la dermis, la capa más profunda de la piel, en la cual los fibroblastos son las principales células constitutivas.

En el Grupo Ingeniería de Tejidos y Terapias Celulares (GITTC), grupo de investigación asociado al Laboratorio de Terapia Celular y Biobanco (IPS Universitaria), los cultivos organotípicos (COs) son modelos tridimensionales, compuestos de los dos principales tipos de células de piel. Los fibroblastos son cultivados embebidos en geles  de  fibrina, simulando el componente de la dermis. Los queratinocitos se cultivan sobre la superficie de los geles y se someten a condiciones específicas que ocasionan su estratificación, para obtener una buena aproximación del componente epidérmico.

  La producción de un CO implica tomar un fragmento muy pequeño de piel de una persona y procesarlo en el laboratorio para liberar estas células, cultivarlas hasta obtener muchos millones de ellas y luego criopreservarlas o producir lo que se denomina equivalentes cutáneos o CO.  Teníamos la ilusión de usar estos equivalentes cutáneos para tratar pacientes con quemaduras extensas que no tienen piel disponible para su tratamiento, pero durante todos estos años no ha sido posible, en parte porque el sistema de salud no contempla estos tratamientos novedosos y por otro lado porque los especialistas, que normalmente tratan estos pacientes en nuestro medio, tienen algunas dificultades para aceptar nuevos tratamientos. 


Aunque seguimos haciendo intentos para que este tipo de tratamientos algún día hagan parte de la batería de opciones que tendrían los pacientes, vimos la oportunidad de utilizar nuestros equivalentes cutáneos en otras aplicaciones y decidimos incursionar en una línea de trabajo poco explorada en Colombia y que tiene relación con la evaluación del potencial irritante o corrosivo de las sustancias químicas, productos de limpieza, cosméticos, entre otros.  En este tipo de pruebas se usan modelos de epidermis reconstruida en la que queratinocitos humanos son cultivados en la interface aire-líquido sobre varios substratos que sirven como equivalentes dérmicos. Se trata de alternativas muy eficientes que tienen un costo-beneficio razonable para este tipo de ensayos. 

En el avance industrial actual, los productos que a diario se  liberan al mercado son realmente cuantiosos. Dada su naturaleza, las sustancias presentes en dichos productos pueden afectar de manera directa la salud humana. Sin embargo, algunas ramas industriales están sujetas a una gran variedad de leyes y reglamentos que regulan todo el proceso de investigación, patente, prueba y comercialización de cualquier clase de químico; por ende, en la fase de ensayo se exige la realización de pruebas, que normalmente usan animales, para medir los efectos potenciales que dichos productos tendrían en la salud humana.

Pese a esto último, los ensayos en animales presentan algunas desventajas: la estandarización de animales modelo es cara y difícil de mantener, la comparabilidad estadística de los efectos sobre la salud animal y la humana es limitada, la determinación del nivel de daño alcanzado al final de las pruebas es cualitativo y en parte subjetivo, las pruebas en animales normalmente son crueles e implican una alteración irreversible a su integridad.

Debido a las prácticas y el uso indebido de animales en la producción y prueba de sustancias potencialmente corrosivas e irritantes, desde las Naciones Unidas se establecieron directrices para la aplicación de test validados y confiables para la evaluación de sustancias potencialmente corrosivas e irritantes basados en cultivos celulares en tres dimensiones. Pero, por el proceso de importación, sostenimiento de la cadena de frío y demás condiciones requeridas, estas alternativas son altamente costosas en nuestro país.

Por lo expuesto previamente, en nuestro grupo se buscó el desarrollo a partir de nuestros equivalentes cutáneos, de cultivos organotípicos para validar en ellos los protocolos ajustados a las guías de corrosión (OECD 431) e irritación (OECD 439) internacionalmente aceptadas.

Dicha iniciativa se hace como parte de la generación de alternativas in vitro para medir las características mínimas requeridas antes de liberar una sustancia al mercado. Además, se espera que nuestro modelo de CO aporte también a la disminución de costos invertidos en el cumplimiento de la reglamentación industrial y a la disminución de animales de laboratorio requeridos en la investigación. En este empeño tenemos aliados al interior de la universidad. La profesora Sara Robledo, del grupo PECET, es una de ellas, quien de rutina utiliza CO importados para evaluar medicamentos contra la Leishmaniasis y pronto empezará a compararlos, de encontrar resultados similares, reemplazará los CO importados  por los nuestros. Hasta el momento hemos logrado avanzar en la estandarización de las pruebas y pensamos que en el corto plazo dispondremos en nuestro país de un modelo validado según la norma internacional para estas pruebas.  

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