La morriña es un sentimiento propio de quien deja su casa por motivos personales o profesionales. La vida de los científicos suele ser así: en ocasiones, deben trasladarse a otros países para poder ahondar en su investigación. Este es el caso de Daniel Nieto García, investigador del Centro Interdisciplinar de Química y Biología (CICA) de la Universidade da Coruña (UDC), que en el pasado mes de enero se incorporó al programa de excelencia investigadora Oportunius, impulsado por la Xunta de Galicia para atraer, retener y recuperar talento científico. El investigador gallego dedica su carrera a la bioimpresión 3D de tejidos y órganos, uno de los campos más punteros de la biomedicina actual.
Aunque regresó a su tierra natal, Daniel Nieto lleva toda una vida de viajes alrededor del mundo. El Instituto MERLN de la Universidad de Maastricht, Harvard-MIT, la Universidad de Oxford o la Universidad Nacional de Irlanda son solo algunas de las instituciones en las que desarrolló su labor investigadora.
Ahora, de vuelta al CICA, su equipo trabaja en la primera fase de un sistema basado en pinzas ópticas que permitirá la bioimpresión de un órgano linfático completamente funcional. El reconocimiento del programa Oportunius llega acompañado de la puesta en marcha del Laboratorio de Biofabricación Avanzada (DNIETOLAB), que cuenta con una ayuda Consolidator Grant del Consejo Europeo de Investigación (ERC) por valor 2 millones de euros.
Dos líneas de investigación principales
En el laboratorio de Daniel Nieto en el CICA, su equipo se centra en dos líneas de investigación principales. Por una parte, trabajan en la reproducción de la vasculatura multiescala de los diferentes tejidos del cuerpo, una tarea que las tecnologías habituales de bioimpresión aún no son capaces de realizar con éxito. Se trata de replicar la red de vasos sanguíneos de distintos tamaños que se integra en los tejidos creados o regenerados, un paso esencial para garantizar su funcionalidad y supervivencia.
La segunda línea de trabajo nace precisamente de superar las limitaciones de las técnicas actuales de bioimpresión, explica el investigador del CICA. Con este objetivo, desarrollan herramientas innovadoras, como las pinzas ópticas, una tecnología que permite manipular y posicionar células individualmente dentro de un entorno tridimensional, facilitando así la replicación precisa de un tejido. Con todo, esta no es la única tecnología que desarrollan en el DNIETOLAB.
Pinzas ópticas y otras tecnologías
“Estamos desarrollando cuatro tecnologías nuevas que permiten replicar diferentes tipos de tejido”, explica Daniel Nieto. En primer lugar, destacan las pinzas ópticas, una técnica de vanguardia que posibilita interactuar con las células una a una durante lo proceso de impresión.
“Habitualmente, cuando se quiere imprimir un tejido, se emplean diferentes tecnologías para darle una forma tridimensional”, aclara el investigador. Sin embargo, estas técnicas presentan limitaciones, como la baja resolución, la viabilidad reducida de las células o la lentitud de impresión. Con las pinzas ópticas, el equipo de Nieto alcanza una mayor precisión y una viabilidad celular significativamente superior. “Es la primera tecnología a nivel mundial que permite replicar varios materiales y tipos celulares con una resolución y viabilidad tan altas”, señala.
Además, el grupo trabaja en otros sistemas de bioimpresión basados en luz, empleando tecnología DLP (Digital Light Processing) para reproducir distintos biomateriales y células. Una de las aplicaciones más prometedoras es el desarrollo de piel artificial.
En paralelo, también experimentan con los bio-pens, instrumentos portátiles de impresión biológica que pueden llevarse directamente hasta el paciente. De este modo, no sería necesario imprimir el tejido en el laboratorio, sino que se podría aplicar la bioimpresión directamente sobre la zona dañada, por ejemplo en casos de quemaduras o lesiones de la córnea.
Un gran reto: replicar la fisiología humana
Daniel Nieto asegura que el mayor desafío de la bioimpresión 3D es conseguir replicar con precisión la fisiología y los tejidos humanos, lo que incluye situar correctamente los distintos tipos celulares y biomateriales. Sin embargo, subraya que la principal dificultad actual es la imposibilidad de reproducir la vasculatura multiescala de un tejido, debido a la enorme complejidad y a la cantidad de estructuras que la componen: “No puedes hacer que sea completamente real”, reconoce. Por eso, incide en que superar esta limitación es esencial para crear tejidos humanos viables, capaces de alimentarse y mantenerse con vida.
“Las tecnologías que estamos desarrollando están ayudándonos a superar estas barreras”, explica el investigador gallego. La solución actual consiste en que cada técnica se especialice en un rango de tamaño vascular, ya que aún no existe una sola tecnología capaz de abarcar todo el proceso.
“Cuando quieres fabricar un órgano, precisas emplear todas las tecnologías al mismo tiempo, pero eso hoy no es viable“, señala Nieto García. Por este motivo, su equipo trabaja en el diseño de una única tecnología integrada que pueda reproducir todas las formas y tamaños vasculares durante lo proceso de impresión.
Un paso hacia la clínica
Los retos que enfrenta el equipo del DNIETOLAB son disruptivos, y será un proceso largo hasta que estas tecnologías lleguen a la práctica clínica. Con todo, sus aplicaciones principales incluyen la bioimpresión de modelos tumorales o de metástasis, con el objetivo de comprender mejor su fisiología y facilitar la prueba de nuevos fármacos. Además, están trabajando en el desarrollo de córneas artificiales.
“Tenemos varias aplicaciones abiertas, pero estamos en fase de validación de nuestras tecnologías”, señala Daniel Nieto. El objetivo consiste en iniciar un proceso de prueba y error con aquellos tejidos que, hasta ahora, no se podían replicar. Como asesores cuentan con el usuario final de estas tecnologías: los clínicos. “Ellos son los que saben como se van a aplicar estas técnicas”, explica el investigador. Junto al personal sanitario, el equipo trabaja para abordar los retos concretos que van detectando durante lo proceso.
Un aprendizaje multidisciplinar
Daniel Nieto asegura que sus años entre Países Bajos, Estados Unidos y Reino Unido convierten su trayectoria en un viaje multidisciplinar. Por ejemplo, durante su estancia en Irlanda formaba parte del Centro de Física Experimental, mientras que en Oxford trabajaba en el Centro de Biomedicina. “Contar con un perfil multidisciplinar permite comprender diferentes áreas para poder replicar un órgano completo”, explica. Este aprendizaje le permite abordar los retos del proyecto con enfoques diversos. Según Nieto, muchas ideas para desarrollar las nuevas tecnologías del DNIETOLAB surgieron de esta experiencia internacional.
La vuelta a Galicia con el programa Oportunius
El investigador, originario de Trazo (A Coruña), explica que durante su estancia en las distintas instituciones internacionales hay quien desconoce el que es la morriña o no la experimenta de la misma manera que los gallegos. En este contexto, el programa Oportunius permite a los investigadores retornar a Galicia con cierta estabilidad: “Uno de los problemas para los investigadores gallegos era regresar con la misma estabilidad que tenías fuera, y hasta ahora resultaba complicado”.
Con todo, Daniel Nieto subraya que Galicia está realizando una gran labor en la investigación impulsando este tipo de programas. “Nos da oportunidades para considerar Galicia como un punto de retorno”, asegura. Además, destaca que estos programas hacen que volver sea “competitivo a todos los niveles” a la hora de consolidar la carrera, ofreciendo soporte económico y de recursos.
“Todo esto ayuda a potenciar el ecosistema biosanitario de Galicia”, indica el científico del CICA. Oportunius se convierte en una oportunidad clave, especialmente para proyectos punteros como lo de Daniel Nieto, que requieren esfuerzos y dedicación completa para avanzar en el campo de la biomedicina gallega.
