Investigadors del Vall d’Hebron Institut de Recerca (VHIR), l’empresa biotecnològica REGEMAT3D i la Universitat CEU Cardenal Herrera (CEU UCH) han iniciat el projecte de recerca ‘4D CARE, 4D Bioprinting of Living Implants for Cartilage Regeneration’, finançat en la convocatòria de Col·laboració Publicoprivada 2024 de l’Agència Estatal de Recerca (AEI) del Ministeri de Ciència, Innovació i Universitats, pel seu caràcter estratègic i el seu potencial impacte científic, clínic i industrial.

Segons explica el doctor José Manuel Baena, investigador de la CEU UCH i REGEMAT3D, “les tecnologies de biofabricació estan redefinint el sector sanitari en permetre el desenvolupament de solucions biomèdiques adaptades a les necessitats específiques de cada pacient. En aquest context, l’evolució des de la impressió 3D convencional cap a la bioimpressió 4D, basada en l’ús de biotintes compostes per cèl·lules vives, biomaterials i molècules bioactives, ha obert noves oportunitats per a la generació de teixits funcionals. Tanmateix, encara existeixen desafiaments rellevants relacionats amb l’escalabilitat, la complexitat estructural i la funcionalitat a llarg termini dels teixits generats”.

El nou projecte aborda aquestes limitacions mitjançant un enfocament innovador basat en la bioimpressió 4D, una tecnologia emergent que dota els constructes biofabricats de la capacitat d’evolucionar en el temps en resposta a estímuls biològics o mecànics aplicats en un bioreactor. Segons destaca la doctora Nayana Joshi, investigadora principal del grup d’enginyeria tissular musculoesquelètica del VHIR, “aquest avenç resulta especialment significatiu en l’àmbit de la regeneració del cartílag, un teixit amb una capacitat limitada d’autoreparació la degeneració del qual està estretament associada a patologies com l’artrosi, d’incidència creixent a escala global”.

Biofabricació 4D per a la seva translació clínica

Per assolir aquest objectiu, el projecte 4D CARE s’articula en tres línies principals, tal com explica el doctor Iván López, investigador de REGEMAT3D: “Aquestes línies són el desenvolupament de biotintes avançades i bastides híbrides, amb propietats mecàniques i biològiques optimitzades per afavorir la regeneració tissular; la validació d’una estació de biofabricació 4D, que integrarà tecnologies de bioimpressió i bioreactors avançats sota condicions compatibles amb estàndards GMP; i l’avaluació funcional en models preclínics, des del VHIR, amb la finalitat de demostrar el potencial regeneratiu dels implants i facilitar-ne la futura translació clínica”.

El consorci que desenvolupa el projecte de recerca 4D CARE està format per tres entitats que actualment lideren el desenvolupament d’aquesta tecnologia innovadora i són complementàries en biofabricació i medicina regenerativa. L’empresa biotecnològica REGEMAT3D coordina el projecte, per la seva experiència en el desenvolupament de sistemes de bioimpressió. La Universitat CEU Cardenal Herrera (CEU UCH) participa en la caracterització de biomaterials i la validació tecnològica. I el VHIR aporta la seva experiència clínica en la validació preclínica.

Segons assenyala el doctor José Manuel Baena, “esperem que els resultats del projecte donin lloc a solucions amb un elevat potencial de transferència, especialment en l’àmbit de l’enginyeria de teixits i la medicina regenerativa. Amb aquesta iniciativa, els socis del projecte volem contribuir al desenvolupament de teràpies innovadores capaces de donar resposta a una necessitat clínica no coberta, posicionant la bioimpressió 4D com una de les tecnologies clau en el futur de la medicina personalitzada”.

Aquest mes de juny, el Grup de Recerca en Biofabricació de la CEU UCH i REGEMAT3D han publicat un article sobre els seus avenços en el desenvolupament d’estratègies en mecanobiologia per a la maduració de constructes biofabricats de cartílag, d’aplicació al projecte 4D CARE, a la revista Frontiers in Bioengineering and Biotechnology.