Empleo de andamios tridimensionales celularizados estimulados mecánica y eléctricamente para la creación de tejido musculo-esquelético

Abstract

La Ingeniería de Tejidos tiene dentro de sus desafíos la regeneración de músculo esquelético. Para ello es preciso el uso de andamios tisulares, que pueden ser fabricados por diversas técnicas, siendo dos de las más utilizadas la bioimpresión 3D y el electrospinning. El empleo de biorreactores que estimulen mecánica y/o eléctricamente andamios celularizados podría promover la diferenciación de tejido muscular-esquelético. Es por ello que en este trabajo se ha estudiado el empleo de andamios fabricados mediante bioimpresión y electrospinning estimulados mecánicamente y eléctricamente para la regeneración de músculo esquelético. Se han empleado 9 biotintas diferentes a testar; colágeno, colágeno y Matrigel; colágeno, Matrigel, fibrina y albúmina de suero bovino y el resto biotintas de colágeno y alginato a diferentes concentraciones. Se han usado 3 andamios de electrospinning de PCL y gelatina con diferente grado de alineamiento entre sus fibras random; semialineado y alineado. Se compararon dos líneas celulares de mioblastos L6 y C2C12. Los andamios fueron estimulados mecánica y eléctricamente. Tras esto, se midió la viabilidad, morfología del citoesqueleto y funcionalidad de las fibras que se crearon. Los resultados mostraron que los andamios colágeno y alginato (82.33 ± 13.14%) presentaron mayor viabilidad celular (P=0.001) frente al resto de biomateriales. Entre las biotintas de colágeno y alginato se vio que las que tenían mayor concentración de colágeno y alginato aumentaban la viabilidad (73.26 ± 3.33 % vs 94.08 ± 3.50 %; P=0.000). La estimulación mecánica y eléctrica no tuvo efecto sobre la viabilidad, sin embargo, sí que lo tuvo sobre la morfología tanto de las células L6 como de las C2C12, siendo mayor la madurez en la línea C2C12. Comparando la bioimpresión y el electrospinning, el segundo presentó mayor viabilidad y maduración celular. La morfología del citoesqueleto de los andamios bioimpresos no fue miotubular, al contrario que los andamios de electrospinning. Entre estos andamios solamente se demostró que los miotubos de los andamios alineados (9.84 ± 1.15 μm) eran más finos que los de los andamios random (11.55 ± 3.39 μm; P=0.001) y semialineados (11.32 ± 2.73 μm; P=0.003). Al estimular los andamios alineados mecánicamente se aumentó el grosor (12.92 ± 3.29 μm; P=0.000), la fusión nuclear (95.73 ± 1.05 %; P=0.004), la densidad de actina (80.13 ± 13.52 %; P=0.017) respecto al control. Los andamios random y los andamios alineados estimulados mecánicamente presentaron mayor contractibilidad