Ciencias

Investigadores cultivan tejido cardíaco humano en hojas de espinaca

Investigadores cultivan tejido cardíaco humano en hojas de espinaca

En una exhibición creativa de bioingeniería, un equipo de investigadores utilizó el sistema vascular de una planta para ampliar la reproducción de tejido humano. Al igual que con la bioingeniería más reciente, el equipo del Instituto Politécnico de Worchester se inspiró en la naturaleza. Usaron hojas de espinaca para crecer latiendo las células del corazón humano.

[Fuente de imagen: Instituto Politécnico de Worcester]

Un problema importante para los investigadores proviene de aumentar la regeneración, tomar esas pequeñas muestras de laboratorio y producir tejido de tamaño completo. Un problema que agrava el problema es cómo desarrollar el sistema vascular para manejar el tejido en desarrollo. Los métodos actuales, incluida la siempre popular impresión 3D, no pueden producir los diminutos capilares necesarios. Los investigadores tuvieron que desarrollar una red tan intrincada que pudiera entregar el oxígeno y los nutrientes al tejido de la manera más natural posible. Para el equipo de WPI, el vínculo entre los pequeños capilares de las plantas y la red cardiovascular humana parecía obvio.

"Las plantas y los animales explotan enfoques fundamentalmente diferentes para transportar fluidos, productos químicos y macromoléculas, sin embargo, existen similitudes sorprendentes en las estructuras de sus redes vasculares", escribieron los autores. "El desarrollo de plantas descelularizadas para andamios abre el potencial para una nueva rama de la ciencia que investiga el mimetismo entre plantas y animales".

Primero, el equipo quitó las hojas de espinaca de las células vegetales y las reemplazó con las del corazón humano. Enviaron fluidos similares a la sangre humana a través de las venas de las hojas. Luego sembraron las venas de las espinacas con células humanas que se encuentran a lo largo de los vasos sanguíneos. Las venas de espinacas vacías proporcionaron suficiente apoyo para manejar las células humanas.

Pelar una hoja de espinaca mediante descelularización. Esto se hace usando un detergente.

[Fuente de imagen: Instituto Politécnico de Worchester]

El equipo espera que esta investigación se pueda utilizar para ayudar a tratar a los pacientes con ataque cardíaco. El concepto de despojar a las células vegetales y reemplazarlas con células humanas también podría abrir puertas para un estudio más a fondo. El profesor de ingeniería biomédica Glenn Gaudette dijo que esto podría conducir a avances inesperados.

"Tenemos mucho más trabajo por hacer, pero hasta ahora esto es muy prometedor", dijo el profesor de Massachusetts. "La adaptación de plantas abundantes que los agricultores han estado cultivando durante miles de años para su uso en ingeniería de tejidos podría resolver una serie de problemas que limitan el campo".

El documento del equipo también se basa en la esperanza que ofrece la ingeniería basada en plantas:

"Al explotar la química benigna de los andamios de tejido vegetal, podríamos abordar las muchas limitaciones y los altos costos de los materiales compuestos sintéticos complejos. Las plantas se pueden cultivar fácilmente utilizando buenas prácticas agrícolas y en ambientes controlados. Combinando tejido vegetal ecológico con perfusión- basada en la descelularización, hemos demostrado que puede haber una solución sostenible para los andamios de ingeniería de tejidos prevascularizados ".

El proyecto también sirve como un gran recordatorio de la necesidad de una investigación interdisciplinaria. El equipo incluye biotécnicos, especialistas moleculares e ingenieros.

"Cuando hay personas con diferente experiencia que se enfrentan a un problema desde diferentes perspectivas, pueden surgir soluciones novedosas", dijo Gaudette.

El equipo continúa trabajando para encontrar la mejor forma de ampliar el proceso de extracción. También están observando cómo crecen otros tipos de células humanas utilizando estructuras vegetales. Buscan diseñar otra red vascular para liberar sangre también.

El equipo publicó la investigación completa en línea en la revista. Biomateriales.

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