Precio para la investigación sin experimentos en animales

Impresión biológica limpia: impresión 3D de modelos de órganos, sin ningún componente animal, ese es el objetivo del proyecto de investigación en el grupo de trabajo del Prof. Dr. Jens Kurreck. (© TU Berlín / Jens Kurreck)

De la mano de la Dra. Tamara Zietek, Médicos contra los experimentos con animales, recibe el Prof. Dr. Jens Kurreck, profesor de Bioquímica Aplicada en la TU Berlín, el Premio de Fomento Herbert-Stiller. (© Foto-Digital-Studio Marcus Müller)

La investigación médica está en constante búsqueda de procedimientos que eviten el uso de animales de laboratorio. Cultivos celulares y, sobre todo, cultivos de tejidos en 3D a partir de impresoras biológicas poseen un gran potencial. Sin embargo, a menudo se pasa por alto el hecho de que la llamada biotinta, que se utiliza para imprimir modelos de órganos, o los medios de cultivo empleados contienen numerosos componentes animales, como suero fetal de cabra (FKS) o gelatina. La asociación Médicos contra la Experimentación Animal ha galardonado ahora un proyecto de la Dra. Johanna Berg y el Prof. Dr. Jens Kurreck, jefe del departamento de Bioquímica Aplicada en la TU Berlín, con el Premio de Financiación Herbert-Stiller. En el proyecto se desarrolla un método para la «Impresión Biológica Limpia». El objetivo es imprimir modelos de órganos humanos completamente sin el uso de productos animales.

Según una estimación de la Asociación Europea de Investigación Biomédica de 2017, cada año mueren entre uno y dos millones de terneros para producir aproximadamente 800.000 litros de suero fetal de cabra, que se utiliza en la investigación en todo el mundo. «El FKS sigue considerándose el estándar de oro para su uso en medios nutritivos para cultivos de tejidos, así como para la biotinta en la impresión de órganos, ya que proporciona a las células todas las hormonas, factores de crecimiento, proteínas, aminoácidos, minerales y oligoelementos necesarios para su supervivencia», explica Johanna Berg. Además del FKS, las biotintas a menudo contienen Matrigel, una especie de gel de soporte obtenido de ratones infectados previamente con un tumor específico. El Matrigel sirve como base de crecimiento para las células cultivadas.

Un enfoque principal de la investigación de Jens Kurreck y su equipo es la creación y estudio de modelos de órganos de pulmón y hígado para la investigación médica, con el objetivo de reemplazar los experimentos con animales. Para ello, dependen del uso de medios nutritivos y biotinta. «Por eso nos pareció lógico desarrollar un procedimiento completo que no requiera sustancias para las que sea necesario sacrificar animales», explica el bioquímico. Aunque ya existen medios nutritivos químicamente definidos, sin componentes animales, estos no son aplicables en un amplio espectro —cada cultivo celular debe adaptarse individualmente a ellos. Además, estos medios aún no funcionan tan bien como el FKS. Los medios químicamente definidos contienen una mezcla de biopolímeros no animales en una composición exacta. «Una desventaja de los medios existentes es que las culturas celulares deben ajustarse específicamente a cada medio, lo cual suele tomar varias semanas. Además, carecen de algunas propiedades que necesitamos para la impresión 3D de modelos de órganos», explica Jens Kurreck.

Los científicos pretenden utilizar el Premio de Financiación Herbert-Stiller del grupo Médicos contra la Experimentación Animal, por valor de 20.000 euros, para desarrollar una biotinta para modelos de órganos de pulmón e hígado, en los que se reemplacen tanto el FKS como el Matrigel y la gelatina. «Partimos de sustancias básicas conocidas y en los próximos dos años experimentaremos con la adición y cantidad de diversos biopolímeros, factores de crecimiento, proteínas, etc.», comenta Johanna Berg. «Para nosotros, no solo es importante que la biotinta mantenga vivas las células, sino que también cumpla con diversos criterios científicos y técnicos durante el manejo, en el proceso de impresión y posteriormente en el modelo de órgano.»

Un medio químicamente definido tendría, además del bienestar animal, otras ventajas frente al FKS: «Curiosamente, la composición exacta del FKS aún no se conoce. Varía mucho en su composición, dependiendo de su origen. Por lo tanto, no puede ser estandarizado. Esto significa que, por motivos de comparabilidad, los experimentos siempre deberían realizarse con el mismo lote, lo cual a menudo no es posible. Además, el FKS siempre presenta el riesgo de estar infectado con agentes patógenos animales, por lo que nunca podrá usarse en procedimientos terapéuticos en humanos», explica Johanna Berg. Problemas que no surgen al usar sueros libres de animales.