Éxito de bioimpresión de células vegetales en 3D

Una nueva investigación revela una forma reproducible de estudiar la comunicación celular entre diversos tipos de células vegetales mediante la bioimpresión de éstas a través de una impresora 3D.

Elena Lozano

El uso de una impresora 3D para la bioimpresión de células vegetales proporciona una forma reproducible de estudiar la comunicación celular.
El uso de una impresora 3D para la bioimpresión de células vegetales proporciona una forma reproducible de estudiar la comunicación celular.

Aprender más sobre cómo las células vegetales se comunican entre sí, y con su entorno, es clave para comprender más sobre las funciones de éstas. En última instancia, esto podría conducir a la producción de cultivo óptimos y mejores variedades de éstos.

Los científicos de la Universidad Estatal de Carolina del Norte bioimprimieron células de la planta modelo Arabidopsis thaliana y de soja. Querían estudiar si las células vegetales vivirían después de esto y por cuánto tiempo. Además, también querían examinar cómo adquieren y cambian su identidad y función.

"Queríamos saber qué sucede después de bioimprimirlas vivas y colocarlas en un entorno diferente”

"La raíz de una planta tiene muchos tipos de células diferentes con funciones especializadas", dijo Lisa Van den Broeck, investigadora postdoctoral de NC State y la primera autora de un artículo que describe el trabajo. “También se expresan diferentes conjuntos de genes; algunos son específicos de la célula. Queríamos saber qué sucede después de bioimprimirlas vivas y colocarlas en un entorno diferente”.

La investigadora añade, “en lugar de tinta de impresión 3D o plástico, usamos biotinta o células vegetales vivas. La mecánica es la misma en ambos procesos con algunas diferencias notables: un filtro ultravioleta utilizado para mantener el ambiente estéril y múltiples cabezales de impresión, en lugar de uno solo, para imprimir diferentes biotintas simultáneamente”.

Se bioimprimieron células vegetales vivas sin paredes celulares o protoplastos junto con nutrientes, hormonas de crecimiento y un agente espesante llamado agarosa, un compuesto a base de algas marinas. La agarosa ayuda a proporcionar resistencia y andamiaje a las células, similar al mortero que sostiene los ladrillos en la pared de un edificio. "Descubrimos que es fundamental utilizar un andamiaje adecuado", explicó Ross Sozzani, profesor de biología vegetal y microbiana en NC State y coautor del artículo. “Cuando imprimes la biotinta, necesitas que sea líquida, pero cuando sale, debe ser sólida. Imitar el entorno natural ayuda a mantener las señales celulares como lo harían en el suelo”.
Las células vegetales se bioimprimen con una impresora 3D que tiene algunos ajustes necesarios.
Las células vegetales se bioimprimen con una impresora 3D que tiene algunos ajustes necesarios.

La investigación mostró que más de la mitad de las células bioimpresas en 3D eran viables y se dividieron con el tiempo para formar microcallos o pequeñas colonias de células.

“Esperábamos una buena viabilidad el día en que se bioimprimieron las células, pero nunca las habíamos mantenido más allá de unas pocas horas después, por lo que no teníamos idea de lo que sucedería”, apuntó Van den Broeck. "Se muestran rangos de viabilidad similares después de pipetear manualmente las células, por lo que el proceso de impresión 3D no parece hacer nada dañino para las células".

Los investigadores también bioimprimieron células individuales para probar si podían regenerarse o dividirse y multiplicarse. Los hallazgos mostraron que las células de raíces y brotes de Arabidopsis necesitaban diferentes combinaciones de nutrientes y andamios para una viabilidad óptima.

Más del 40 % de las células embrionarias de soja individuales permanecieron viables dos semanas después de la bioimpresión y también se dividieron con el tiempo para formar microcallos

Mientras tanto, más del 40 % de las células embrionarias de soja individuales permanecieron viables dos semanas después de la bioimpresión y también se dividieron con el tiempo para formar microcallos.

“Esto demuestra que la bioimpresión 3D puede ser útil para estudiar la regeneración celular en plantas de cultivo”, declaró Sozzani.

Los investigadores planean continuar su trabajo estudiando la comunicación celular después de la bioimpresión 3D, incluso a nivel de una sola célula.

“En total, este estudio muestra el poderoso potencial del uso de este sistema para identificar los compuestos óptimos necesarios para respaldar la viabilidad y la comunicación de las células vegetales en un entorno controlado”, dijo Sozzani.

Fuente: Scitechdaily.com