Una delle principali società biotecnologiche spagnole , Regemat3D , dal 2011 sviluppa sistemi personalizzati di biofabbricazione e soluzioni di medicina rigenerativa per soddisfare esigenze di ricerca uniche e offrire soluzioni personalizzate per le esigenze dei pazienti. Ora, la startup con sede a Granada ha lanciato un nuovo servizio per produrre bioreattori per la maturazione dei tessuti.
I bioreattori sono chiamati Bmap, che è l’abbreviazione di bioreattori che imitano l’anatomia e la fisiologia e si prevede che soddisfino la domanda di un gran numero di utenti che li richiedono per gli organismi in crescita in condizioni controllate. In effetti, la domanda di questi dispositivi è cresciuta in modo significativo negli ultimi anni e Regemat3D prevede di sviluppare questi dispositivi meccanobiologici per creare tessuti funzionali per la cultura 3D dinamica che utilizza metodi di bioprinting, offrendo un ambiente favorevole per una maggiore crescita e proliferazione delle colture cellulari e produzione di matrice extracellulare (ECM).
José Baena, imprenditore spagnolo e fondatore di Regemat3D, ha dichiarato della nuova iniziativa: “Il potenziale del bioprinting è immenso, ma all’industria manca una parte della procedura, la maturazione. Un’impalcatura stampata in 3D con cellule non è un tessuto, abbiamo bisogno di una procedura di maturazione in un bioreattore per promuovere la formazione del tessuto. “
La premessa di Regemat3D è sempre stata quella di “non adattare la tua ricerca a un dispositivo”. In effetti, gli ingegneri dell’azienda adatteranno il dispositivo alla particolare ricerca dei clienti in modo che possano ottenere risultati migliori. La società sostiene che la selezione degli ingredienti o dei bioink giustie la procedura di bioprinting sarà molto importante per il successo della creazione di tessuti viventi funzionali. Tuttavia, Baena suggerisce che “se pensiamo alla bioprinting come una tecnologia per ricreare tutte le strutture nella stessa forma mostrata nei tessuti viventi, falliremo”. Evidenziando ulteriormente che gli scienziati hanno bisogno di pensare alla bioprinting come un modo per creare costrutti 3D carichi di cellule come un precursore del tessuto funzionale, mentre il processo di maturazione e formazione dei tessuti sarà importante o anche più del bioprinting.
Secondo la società, i loro bioreattori controllati dall’ambiente forniscono nutrienti e gas ottimali alle cellule in crescita e innescano anche percorsi di segnalazione di meccanotrasduzione cellulare per stimolare il rimodellamento dei tessuti su impalcature 3D. I sistemi integrano sensori e attuatori per controllare parametri come CO2, pH, umidità e O2 per applicare segnali meccanici, come trazione, compressione, sollecitazioni di taglio, luce ed ultrasuoni.
“La mancanza di rigenerazione dei tessuti negli esseri umani, la carenza di trapianti allogenici e il più alto tasso di mortalità delle persone con disfunzione d’organo, come vediamo oggi con COVID-19 , rendono la creazione di tessuti funzionali in laboratorio uno dei problemi più importanti per l’umanità in questo momento “, ha indicato Baena. “Abbiamo anche bisogno di campioni di tessuto che replicano l’istologia umana per sviluppare nuovi farmaci in modo più rapido, economico e senza l’uso di modelli animali. Tuttavia, i risultati ottenuti sono ancora inferiori a quelli desiderati. Anche se la varietà di sistemi commerciali ora disponibili per i ricercatori è aumentata, così come il numero di pubblicazioni, i risultati ottenuti sono ancora lontani dalle vere applicazioni cliniche “.
Inoltre, Baena descrive che “un malinteso comune che l’industria ha è la convinzione che dobbiamo creare direttamente tessuti funzionali, ma in realtà stiamo creando una matrice carica di cellule. La chiave qui è far sì che queste cellule si comportino come fanno in vivo e promuovere la creazione di tessuti funzionali, il che richiede la definizione della giusta strategia di biofabbricazione e maturazione. “
Pertanto , gli esperti di Regemat3D ritengono che, al fine di creare tessuti viventi , sia il processo di bioprinting sia la maturazione del costrutto siano cruciali. Ricreare le condizioni degli adulti umani in laboratorio o gli stimoli che si verificano durante l’embriogenesi sposterà i risultati dell’ingegneria dei tessuti più vicini alle applicazioni cliniche.
L’imprenditore ha anche sottolineato che l’esperienza nella vita reale aiuta i ricercatori a capire che la distribuzione dello stress meccanico è cruciale come stimolo per creare il tessuto giusto. Pertanto, considera la selezione degli ingredienti giusti e la procedura di bioprinting come una parte molto importante del successo della creazione di tessuti funzionali e la procedura di maturazione applicata ai costrutti carichi di cellule 3D ancora più importante.
“Questo approccio aprirà una vasta area di ricerca per gli ingegneri dei tessuti allo scopo di sviluppare protocolli con diversi stimoli per creare tessuti funzionali, utilizzando metodi di bioprinting diretti o indiretti, come l’uso di stampi come contenitori temporali, carichi di contenimento della struttura della fibra e una matrice cellulare, persino tessuti adiposi contenenti vasi sanguigni che consentono la generazione di tessuti e organi funzionali, vascolarizzati e pronti all’uso ”.
Il nuovo dispositivo personalizzato fornito dalla società affronterà una vasta gamma di processi di ingegneria dei tessuti e applicazioni di colture cellulari tra cui quella di singole celle su microportanti e tipi di cellule a crescita lenta con qualità cellulare insuperabile. Regemat3D prevede che i loro sistemi accelereranno la crescita, la differenziazione e la proliferazione cellulare, imitando l’ECM nativo nella coltura cellulare omogenea in superficie e nel nucleo degli scaffold 3D creando nuovo tessuto vivente funzionale.
La società prevede inoltre che verrà utilizzata da istituti di ricerca, ospedali, biotecnologie e aziende farmaceutiche in una vasta gamma di applicazioni, come rigenerazione ossea, test biomedici, tessuto adiposo per ricostruzione mammaria, cellule stromali del midollo osseo, rigenerazione della cartilagine, ricerca di patch del cuore , co-coltura di cellule staminali mesenchimali fetali umane (hfMSC) e co-coltura con cellule progenitrici endoteliali (EPC) e persino espansione delle cellule staminali.
Uno dei casi studio di Regemat3D coinvolge un bioreattore brevettato, il Bmap Knee, che riproduce le condizioni in vivo del ginocchio per generare cartilagine funzionale, controllando i parametri, come la temperatura. Mentre un altro bioreattore, l’ arteria Bmap, imita le condizioni in vivo per generare arterie funzionali in vitro, controllando parametri come flusso e rotazione per l’adesione cellulare. Entrambi sono disponibili nel negozio online di Regemat3D , insieme ad altri bioreattori personalizzati che l’azienda è completamente pronta a sviluppare.
Con così tanto lavoro da fare per i ricercatori nel campo della biofabbricazione e abbastanza pressione da superare dal pubblico per trovare nuove soluzioni a problemi e malattie comuni, forse dispositivi come i bioreattori di Regemat3D potrebbero eventualmente aiutare a migliorare la vita di milioni di persone. Baena considera “vale la pena il tempo e lo sforzo”.
