A morriña é un sentimento propio de quen deixa a súa casa por motivos persoais ou profesionais. A vida dos científicos adoita ser así: en ocasións, deben trasladarse a outros países para poder afondar na súa investigación. Este é o caso de Daniel Nieto García, investigador do Centro Interdisciplinar de Química e Bioloxía (CICA) da Universidade da Coruña (UDC), que no pasado mes de xaneiro se incorporou ao programa de excelencia investigadora Oportunius, impulsado pola Xunta de Galicia para atraer, reter e recuperar talento científico. O investigador galego dedica a súa carreira á bioimpresión 3D de tecidos e órganos, un dos campos máis punteiros da biomedicina actual.
Aínda que regresou á súa terra natal, Daniel Nieto leva toda unha vida de viaxes arredor do mundo. O Instituto MERLN da Universidade de Maastricht, Harvard-MIT, a Universidade de Oxford ou a Universidade Nacional de Irlanda son só algunhas das institucións nas que desenvolveu o seu labor investigador.
Agora, de volta ao CICA, o seu equipo traballa na primeira fase dun sistema baseado en pinzas ópticas que permitirá a bioimpresión dun órgano linfático completamente funcional. O recoñecemento do programa Oportunius chega acompañado da posta en marcha do Laboratorio de Biofabricación Avanzada (DNIETOLAB), que conta cunha axuda Consolidator Grant do Consello Europeo de Investigación (ERC) por valor 2 millóns de euros.
Dúas liñas de investigación principais
No laboratorio de Daniel Nieto no CICA, o seu equipo céntrase en dúas liñas de investigación principais. Por unha banda, traballan na reprodución da vasculatura multiescala dos diferentes tecidos do corpo, unha tarefa que as tecnoloxías habituais de bioimpresión aínda non son capaces de realizar con éxito. Trátase de replicar a rede de vasos sanguíneos de distintos tamaños que se integra nos tecidos creados ou rexenerados, un paso esencial para garantir a súa funcionalidade e supervivencia.
A segunda liña de traballo nace precisamente de superar as limitacións das técnicas actuais de bioimpresión, explica o investigador do CICA. Con este obxectivo, desenvolven ferramentas innovadoras, como as pinzas ópticas, unha tecnoloxía que permite manipular e posicionar células individualmente dentro dunha contorna tridimensional, facilitando así a replicación precisa dun tecido. Con todo, esta non é a única tecnoloxía que desenvolven no DNIETOLAB.
Pinzas ópticas e outras tecnoloxías
“Estamos a desenvolver catro tecnoloxías novas que permiten replicar diferentes tipos de tecido”, explica Daniel Nieto. En primeiro lugar, destacan as pinzas ópticas, unha técnica de vangarda que posibilita interactuar coas células unha a unha durante o proceso de impresión.
“Habitualmente, cando se quere imprimir un tecido, empréganse diferentes tecnoloxías para darlle unha forma tridimensional”, aclara o investigador. Porén, estas técnicas presentan limitacións, como a baixa resolución, a viabilidade reducida das células ou a lentitude de impresión. Coas pinzas ópticas, o equipo de Nieto acada unha maior precisión e unha viabilidade celular significativamente superior. “É a primeira tecnoloxía a nivel mundial que permite replicar varios materiais e tipos celulares cunha resolución e viabilidade tan altas”, sinala.
Ademais, o grupo traballa noutros sistemas de bioimpresión baseados en luz, empregando tecnoloxía DLP (Digital Light Processing) para reproducir distintos biomateriais e células. Unha das aplicacións máis prometedoras é o desenvolvemento de pel artificial.
En paralelo, tamén experimentan cos bio-pens, instrumentos portátiles de impresión biolóxica que poden levarse directamente ata o paciente. Deste modo, non sería necesario imprimir o tecido no laboratorio, senón que se podería aplicar a bioimpresión directamente sobre a zona danada, por exemplo en casos de queimaduras ou lesións da córnea.
Un gran reto: replicar a fisioloxía humana
Daniel Nieto asegura que o maior desafío da bioimpresión 3D é conseguir replicar con precisión a fisioloxía e os tecidos humanos, o que inclúe situar correctamente os distintos tipos celulares e biomateriais. Porén, subliña que a principal dificultade actual é a imposibilidade de reproducir a vasculatura multiescala dun tecido, debido á enorme complexidade e á cantidade de estruturas que a compoñen: “Non podes facer que sexa completamente real”, recoñece. Por iso, incide en que superar esta limitación é esencial para crear tecidos humanos viables, capaces de alimentarse e manterse con vida.
“As tecnoloxías que estamos a desenvolver están a axudarnos a superar estas barreiras”, explica o investigador galego. A solución actual consiste en que cada técnica se especialice nun rango de tamaño vascular, xa que aínda non existe unha soa tecnoloxía capaz de abarcar todo o proceso.
“Cando queres fabricar un órgano, precisas empregar todas as tecnoloxías ao mesmo tempo, pero iso hoxe non é viable“, sinala Nieto García. Por este motivo, o seu equipo traballa no deseño dunha única tecnoloxía integrada que poida reproducir todas as formas e tamaños vasculares durante o proceso de impresión.
Un paso cara á clínica
Os retos que enfronta o equipo do DNIETOLAB son disruptivos, e será un proceso longo ata que estas tecnoloxías cheguen á práctica clínica. Con todo, as súas aplicacións principais inclúen a bioimpresión de modelos tumorais ou de metástases, co obxectivo de comprender mellor a súa fisioloxía e facilitar a proba de novos fármacos. Ademais, están a traballar no desenvolvemento de córneas artificiais.
“Temos varias aplicacións abertas, pero estamos en fase de validación das nosas tecnoloxías”, sinala Daniel Nieto. O obxectivo consiste en iniciar un proceso de proba e erro con aqueles tecidos que, ata agora, non se podían replicar. Como asesores contan co usuario final destas tecnoloxías: os clínicos. “Eles son os que saben como se van aplicar estas técnicas”, explica o investigador. Xunto ao persoal sanitario, o equipo traballa para abordar os retos concretos que van detectando durante o proceso.
Unha aprendizaxe multidisciplinar
Daniel Nieto asegura que os seus anos entre Países Baixos, Estados Unidos e Reino Unido converten a súa traxectoria nunha viaxe multidisciplinar. Por exemplo, durante a súa estancia en Irlanda formaba parte do Centro de Física Experimental, mentres que en Oxford traballaba no Centro de Biomedicina. “Contar cun perfil multidisciplinar permite comprender diferentes áreas para poder replicar un órgano completo”, explica. Esta aprendizaxe permítelle abordar os retos do proxecto con enfoques diversos. Segundo Nieto, moitas ideas para desenvolver as novas tecnoloxías do DNIETOLAB xurdiron desta experiencia internacional.
A volta a Galicia co programa Oportunius
O investigador, orixinario de Trazo (A Coruña), explica que durante a súa estancia nas distintas institucións internacionais hai quen descoñece o que é a morriña ou non a experimenta da mesma maneira que os galegos. Neste contexto, o programa Oportunius permite aos investigadores retornar a Galicia con certa estabilidade: “Un dos problemas para os investigadores galegos era regresar coa mesma estabilidade que tiñas fóra, e ata agora resultaba complicado”.
Con todo, Daniel Nieto subliña que Galicia está a realizar un gran labor na investigación impulsando este tipo de programas. “Dánnos oportunidades para considerar Galicia como un punto de retorno”, asegura. Ademais, destaca que estes programas fan que volver sexa “competitivo a todos os niveis” á hora de consolidar a carreira, ofrecendo soporte económico e de recursos.
“Todo isto axuda a potenciar o ecosistema biosanitario de Galicia”, indica o científico do CICA. Oportunius convértese nunha oportunidade clave, especialmente para proxectos punteiros como o de Daniel Nieto, que requiren esforzos e dedicación completa para avanzar no campo da biomedicina galega.
