La arquitectura del andamio para crecimiento celular puede determinar las características de las células

Un nuevo estudio refuerza la idea de que el tipo de andamio o armazón en el que crecen las células colocadas artificialmente, influye de manera decisiva en las características que tendrán.

Se ha demostrado, mediante ensayos clínicos, que los implantes de tejido de células cultivadas en un andamio esponjoso, ayudan a reparar las arterias afectadas por la aterosclerosis u otras enfermedades vasculares. Sin embargo, no estaba claro por qué algunos implantes funcionan mejor que otros.

El equipo de Elazer Edelman y Laura Indolfi, del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), en Cambridge, Estados Unidos, ha demostrado recientemente que las propiedades terapéuticas de las células implantadas dependen de la forma, la que a su vez está determinada por el tipo de armazón sobre el cual crecen. Este conocimiento podría permitir a los científicos desarrollar implantes aun más eficientes y aplicarlos a muchas otras enfermedades.

El concepto en el que se basa esto último es que, en teoría, se podría diseñar para cada enfermedad un tipo de andamio que guíe el crecimiento de las células, a fin de obtener el resultado más conveniente para combatir una enfermedad específica.


Durante los últimos 20 años, Edelman ha estado trabajando en el uso de células endoteliales, cultivadas en armazones hechos de colágeno, como implantes para tratar daños en los vasos sanguíneos. Las células endoteliales recubren los vasos sanguíneos y regulan procesos importantes como la reparación de tejidos y la inflamación, mediante la liberación de sustancias como las quimioquinas, pequeñas proteínas que transportan mensajes entre las células.

Varias de las estructuras con células han sido probadas en ensayos clínicos para tratar daños en los vasos sanguíneos, pero en el nuevo estudio lo que Edelman e Indolfi buscaban era averiguar qué hace que un armazón de tejido sea más efectivo que otro. En particular, estaban interesados en comparar las células endoteliales cultivadas en superficies planas respecto a las cultivadas en armazones tridimensionales más porosos. Las células cultivadas en estructuras 3D tienden a ser más eficaces en reparar daños y en suprimir la inflamación.

Los investigadores han constatado que las células cultivadas sobre una superficie plana toman una forma redonda en la que los componentes estructurales de las células forman un anillo alrededor del perímetro de la célula. Sin embargo, cuando las células se cultivan en un andamio con superficies de contacto de dimensiones similares a las del tamaño de las células, éstas se amoldan a las superficies curvas, adoptando una forma más alargada. En esas células, los elementos estructurales se distribuyen de otro modo.

La forma también determina finalmente qué tipo de quimioquinas secretarán las células una vez implantadas en el cuerpo.

En el caso de la quimioquina conocida como MCP1, que recluta células inflamatorias llamadas monocitos, los investigadores han comprobado que la arquitectura del citoesqueleto parece determinar si la célula activará o no la vía inflamatoria que produce la MCP1.

A juzgar por los experimentos realizados, las células elongadas que crecen sobre superficies porosas producen ocho veces menos de esta quimioquina inflamatoria que las células cultivadas en una superficie plana, y reclutan cinco veces menos monocitos. Esto ayuda a los implantes de tejido a suprimir la inflamación en los vasos sanguíneos dañados.

En la investigación también ha trabajado Aaron Baker, ahora profesor en la Universidad de Texas en Austin.