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Ingeniería de tejidos: la actualidad en la medicina regenerativa

Los avances tecnológicos de los últimos años han sido determinantes para el desarrollo de la medicina regenerativa. Esto ha inspirado a importantes innovaciones farmacéuticas, donde inventores han desarrollado técnicas, así como procesos para tratar diversas enfermedades y patologías. 

La ingeniería de tejidos hace alusión a la práctica de combinar andamios, células y moléculas biológicamente activas. Su objetivo es ensamblar construcciones funcionales que restauren, mantengan o mejoren los tejidos u órganos completos o dañados.

En cambio, la medicina regenerativa se encarga de desarrollar los métodos y técnicas para la creación y reemplazo de esas células dañadas u órganos disfuncionales. Los conceptos de ingeniería de tejidos y medicina regenerativa, al igual que la ingeniería de tejidos, son comúnmente intercambiables, ya que los desarrollos en ambas ramas son utilizados de manera conjunta en modelos experimentales en los distintos laboratorios a nivel mundial. 

Un mini hígado humano fabricado por bioingeniería, ya se puede implantar en ratones. Fuente: Sangeeta Bhatia, MIT.

Gracias a los avances en la ingeniería de tejidos se han implantado vejigas suplementarias, pequeñas arterias, injertos de piel, cartílagos y hasta una tráquea completa en pacientes, sin embargo, los procedimientos son todavía experimentales. Esas tecnologías son de gran utilidad en la investigación, especialmente en el desarrollo de fármacos, en donde pueden ser empleados en diferentes modelos experimentales, sustituyendo, por ejemplo, el empleo de animales. De esta manera, es importante considerar los productos aprobados por las diferentes agencias regulatorias, como la FDA, para centrar los esfuerzos en nuevas técnicas que impulsen la innovación.

Mediante las herramientas de Inteligencia Tecnológica de ClarkeModet, se puede dar seguimiento a los avances más recientes de innovación, así como el monitoreo de solicitudes de patente presentadas y otorgadas a nivel global.

A continuación, se enlistan algunos de los productos aprobados por la FDA que trabajan con ingeniería tisular y terapia genética:

La innovación en terapia celular es uno de los campos más diversos en la investigación científica en la que los constantes hallazgos derivados de la inversión económica, la dedicación en recursos humanos y materiales rinden frutos. Por esta razón, su protección es vital para asegurar un adecuado retorno a esa inversión, así como el cumplimiento del modelo del negocio planteado. En el mundo existen cerca de 27 mil solicitudes de patente en esta área, de las cuales casi 7 mil corresponden a los Estados Unidos, Europa, Japón y 3 mil a América Latina.

Un biomaterial hecho de intestinos de cerdos, se puede utilizar para curar heridas en humanos. Fuente: Stephen Badylak, Universidad de Pittsburgh

A continuación, algunos ejemplos de aplicaciones de la Ingeniería de Tejidos:

Implantación de hígados humanos en ratones:

Los investigadores financiados por el National Institute of Biomedical Imaging and Bioengineering (NIBIB) han diseñado tejido hepático humano a través de la implantación en ratones. En este caso, el roedor conserva su propio hígado y, por lo tanto, su función normal. Sin embargo, la pieza añadida puede metabolizar sustancias de la misma manera que lo hacen los humanos. Esto permite obtener resultados de pruebas de toxicidad y farmacodinamia similares a las que se obtendrían en los ensayos clínicos. El uso de este tejido podría reducir el tiempo y los costos para desarrollar nuevos medicamentos.

Ingeniería de células madre óseas maduras:

Investigadores del National Institute of Biomedical Imaging and Bioengineering (NIBIB) completaron el primer estudio que ha podido llevar células madre desde su estado pluripotente hasta injertos óseos maduros que potencialmente podrían trasplantarse a un paciente. El estudio encontró que cuando el hueso se implantó en ratones inmunodeficientes, no hubo crecimientos anormales posteriormente, un problema que ocurre después de insertar células madre o andamios óseos solos.

Regeneración de un nuevo riñón:

Al experimentar con células de riñón de rata, cerdo y humano, los investigadores apoyados por NIDDK abrieron nuevos caminos al extraer primero las células de un órgano donante y el andamio de colágeno restante para ayudar a guiar el crecimiento de un  tejido nuevo. Este proceso se utilizó para la bioingeniería del corazón, el hígado y el tejido pulmonar. 

La creación de un tejido trasplantable para reemplazar permanentemente la función renal es indispensable para superar los problemas de escasez de órganos de donantes y la morbilidad asociada con la inmunosupresión en los trasplantes de órganos.

Por ejemplo, en la solicitud de patente US2022/0241019 A1 de Heartflow Inc, Método y Sistema para el modelado del flujo sanguíneo específico del paciente, se puede crear un modelo tridimensional que represente al menos una porción del corazón a través de una técnica no invasiva. Para ello, se construye una imagen tridimensional (3D) usando datos de la persona, luego se genera la información anatómica usando la imagen 3D; posteriormente, se recibe un segundo conjunto de datos del paciente durante una intervención médica, y finalmente, se actualiza toda la información.

Ejemplo de cómo se vería una porción del corazón a través de una imagen 3D.

¿Por qué cobra relevancia el contar con una estrategia de protección de Propiedad Intelectual para estas tecnologías?

La protección completa para la innovación, no solo involucra a la patente, sino una estrategia completa en donde se toman decisiones desde el comienzo hasta su posterior implementación, ya que todos los avances descritos anteriormente son fruto de largos años de investigación y desarrollo, involucramiento de un número significativo de instituciones y de inversiones provenientes de empresas como ONGs, academias y gobiernos.

Es importante aclarar que toda innovación puede ser susceptible de pérdida desde su comienzo y durante cualquier fase del proceso de creación e implementación. El no contar con una estrategia adecuada de protección, puede ser un gran riesgo de plagio o ataque frontal comercial, derivando en una gran pérdida de la inversión económica realizada para su desarrollo.

Por estas razones, es importante utilizar las últimas tecnologías de protección de  los procesos de innovación y sus resultantes. Por ejemplo, la utilización de Blockchain para la protección de Propiedad Intelectual. Esta tecnología (IP Tech), se utiliza para incrementar la eficiencia de los procesos de protección, defensa y monetización de activos tangibles, como por ejemplo: desarrollos tecnológicos, patentes y secreto industrial. 

En conclusión, gracias a los avances en la ingeniería de tejidos junto con la medicina regenerativa, el desarrollo de órganos artificiales será una solución a la falta de donadores de órganos y al problema de rechazo de órganos para donación. En un futuro cercano se podrá regenerar extremidades y segmentos faciales sin la necesidad de someter a los pacientes a agresivos tratamientos inmunosupresores que, además de aumentar los costos de estos procedimientos, pueden traer consigo muchos efectos adversos.

Estos son varios ejemplos de innovación en donde ClarkeModet genera estrategias personalizadas a través de herramientas que van de acuerdo al tipo de investigación que se desea proteger y desarrollar. Si estás interesado en conocer más acerca de estas soluciones para la innovación, haz click aquí.

Eder Gutiérrez