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A lo largo de la historia, las sociedades han disfrutado de las virtudes nutricionales y medicinales de las algas. Pero un grupo de científicos encontró otro uso interesante para las algas: curar heridas en humanos a través de la bioimpresión.

Crédito de la imagen: Flickr/Peter Castleton

Cuando tenemos pequeñas heridas en la piel o en los músculos, suelen curarse solas. Pero en heridas más profundas la reparación es más difícil. Este tipo de problemas a menudo requieren tratamientos más serios y, en casos muy extremos, pueden incluso necesitar una amputación o un trasplante si la curación no es completa. Aquí es cuando la tecnología como la bioimpresión entra en escena.

La bioimpresión significa el uso de materiales o tintas elaborados a partir de fuentes biológicas, como geles de algas marinas, o impresos con ingredientes biológicos, como células de la piel humana. Estas tintas biológicas se pueden combinar e imprimir para crear estructuras que pueden hacer crecer tejido nuevo en el lugar o la forma deseados. Se pueden controlar químicamente a nivel molecular.

Investigadores del ARC Center of Excellence for Electromaterial Science (ACES) y la Universidad de Wollongong han estado trabajando en un tipo particular de biotinta de un alga verde australiana, una alga marina con una estructura molecular similar a la del tejido conectivo humano. La tinta pertenece a un grupo de moléculas conocidas como ulvan.

Las algas marinas son la fuente vegetal más abundante de la naturaleza de polisacáridos sulfatados (azúcares glicanos complejos), como los fucanos en las algas pardas (Phaeophyta), los carragenanos en las algas rojas (Rhodophyta) y los ulvanos en las algas verdes (Chlorophyta). Estos glicanos similares a gel son moléculas grandes con propiedades biológicas que conllevan muchos beneficios para la salud. Ulvan tiene una larga lista de propiedades biológicas que incluyen propiedades antibacterianas, antiinflamatorias y anticoagulantes, lo que lo ha hecho especialmente interesante para los investigadores. Su firma molecular puede desencadenar funciones en las células humanas como la unión, el crecimiento y la producción de otras moléculas como el colágeno. Esto significa que las biotintas con ulvan podrían utilizarse para la cicatrización de heridas y la regeneración de tejidos.

En un nuevo artículo, el director de ACES, el profesor Gordon Wallace, y su equipo describieron el potencial de una tinta biológica de este tipo con ulvan. Su presencia conduce a la proliferación de células involucradas en la cicatrización de heridas, argumentaron. Ulvan también ayuda a regular la función de las células en la producción de biomoléculas clave que se utilizan durante la cicatrización de heridas.

La cicatrización de heridas ocurre en un entorno 3D que involucra varios tipos de células y biomoléculas, por lo que el uso de bioimpresión 3D para crear andamios para la cicatrización de heridas ha atraído mucha atención, dijo Wallace en un comunicado. Ulvan actúa como refuerzo molecular en andamios impresos en 3D, una característica clave para prevenir la contracción de la estructura.

Junto con biotintas que crean una arquitectura molecular, los investigadores de ACES tienen como objetivo la fabricación de estructuras 3D para el cultivo de tejidos de la piel. Esto tiene como objetivo combinar biotintas y biomateriales a través de la bioimpresión 3D en estructuras que brinden los resultados deseados de la piel reconstruida. Los avances en la ingeniería de impresión han hecho posible la arquitectura estructural del tejido de piel artificial.

Ha sido muy emocionante comenzar el viaje de desbloquear moléculas de algas marinas y llevarlas a nuevas alturas en asociación con investigadores en biomateriales, dijo Pia Winberg, coautora en un comunicado. Particularmente cuando las moléculas que hemos encontrado de una especie única de alga verde australiana son asombrosamente similares en estructura y función a las moléculas que existen en la piel humana.

El estudio fue publicado en la revista Biomaterials Science.

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