Empresa fundada por Cornellian implanta oído bioimpreso en 3D

En un ensayo clínico, el primero de su tipo, un ser humano recibió un implante de oído bioimpreso en 3D que creció a partir de las propias células vivas del paciente, gracias a una plataforma tecnológica desarrollada por una empresa nueva fundada por Cornellian.

Este avance de la bioingeniería tiene el potencial de mejorar significativamente la vida de aproximadamente 1500 niños que nacen anualmente en los EE. UU. con microtia, una deformidad congénita del oído. El enfoque podría eventualmente conducir a implantes de tejido para tratar otras afecciones y lesiones traumáticas, terapia reconstructiva y regenerativa, y posiblemente incluso la biofabricación de órganos completos.

La empresa, Terapéutica 3DBiofue fundada en 2014 por Dan Cohen ’04, MS ’07, Ph.D. ’10, junto con Lorenzo BonassarDaljit S. y Elaine Sarkaria Profesor de Ingeniería Biomédica y de Ingeniería Mecánica y Aeroespacial en la Facultad de Ingeniería, y Hod Lipson, quien enseñó en Cornell durante 14 años y ahora es profesor en la Universidad de Columbia.

La plataforma tecnológica que permitió la bioimpresión e implantación 3D requirió una serie de nuevas innovaciones, desde abordar la expansión celular hasta desarrollar biotinta de grado terapéutico.

La plataforma desarrollada por 3DBio Therapeutics consta de un conjunto completo de tecnologías, procesos e ingeniería que admite la bioimpresión 3D.

“No solo es una aplicación que nunca antes había visto, sino que está hecha con una tecnología que nunca antes había visto”, dijo Bonassar. “Incluso los implantes de ingeniería tisular en general, simplemente no hay muchos de ellos en el mercado, ni siquiera en ensayos clínicos”.

El proceso comienza con una biopsia de la que se extraen los condrocitos (células que forman el cartílago) de la oreja impactada del paciente. Las células se expanden en un sistema de cultivo celular especializado y luego se mezclan con una tinta biológica a base de colágeno, llamada ColVivo. Ese material se moldea a través de una bioimpresora 3D en un implante de oído vivo que coincide con el tamaño y la forma de un oído típico. Este implante AuriNovo se coloca quirúrgicamente debajo de la piel del paciente junto con una cubierta biodegradable temporal que brinda protección y soporte estructural.

‘Un entorno interdisciplinario y colaborativo’

El proyecto comenzó a principios de la década de 2000, cuando Cohen era un estudiante universitario que trabajaba en el laboratorio de Lipson en la impresión 3D de materiales no tradicionales. Bonassar llegó a Cornell en 2003 después de cinco años en la facultad del Centro de Ingeniería de Tejidos de la Facultad de Medicina de la Universidad de Massachusetts, donde había trabajado con el ingeniero de tejidos pionero Charles Vacanti, quien formó parte del equipo que llegó a los titulares internacionales en 1997 cuando implantaron cartílago con forma de oreja humana en la espalda de un ratón. Por recomendación de su jefe de departamento, Bonassar se reunió con Lipson y Cohen, quienes compartieron su interés en explorar la impresión 3D.

“En esa reunión, nos dimos cuenta de que potencialmente podíamos imprimir los hidrogeles de semillas celulares con los que estaba trabajando en mi laboratorio, utilizando parte de la tecnología de impresión que se estaba desarrollando en el laboratorio de Hod”, dijo Bonassar. “Es ese ambiente interdisciplinario y colaborativo que es una firma y una marca de Cornell. Requería este pensamiento innovador. Hod es un especialista en robótica que estaba haciendo robots autónomos, y yo soy bioingeniero. Pónganos juntos e inventemos un impulso de bioimpresión, y un estudiante ambicioso y talentoso que estaba buscando un proyecto genial lo puso en práctica”.

En febrero de 2013, una colaboración entre el laboratorio de Bonassar y los médicos del Weill Cornell Medical College publicó una versión temprana de una oreja bioimpresa en 3D usando colágeno derivado de células de cartílago de animales.

Desde que se publicó esa investigación, Bonassar ha recibido cientos de correos electrónicos de padres preguntando si la tecnología ya estaba disponible.

“He estado recibiendo correos electrónicos de pacientes durante una década. Y es realmente desgarrador”, dijo. “Están hablando de su pequeño bebé y diciendo ‘¿Podemos conseguir esto?’ Y para ser honesto, a los tontos les gustarían otras opciones”.

Hay dos tratamientos actuales para la microtia. El primero consiste en extraer quirúrgicamente el cartílago de las costillas de un paciente, tallar el cartílago en forma de oreja y luego crear una bolsa de piel en el costado de la cabeza del paciente que sostendrá la oreja recién formada. El segundo enfoque utiliza implantes de plástico, generalmente hechos de polietileno poroso, que se implantan de manera similar. Ahora, la plataforma de bioimpresión 3D ofrece potencialmente a los pacientes una solución alternativa con un implante de oído vivo hecho de sus propias células.

‘Un triunfo de la ingeniería’

Cohen había seguido trabajando en el proyecto a lo largo de su maestría y doctorado. Después de obtener su doctorado en 2010, se unió a la firma de consultoría de gestión McKinsey & Company.

“Me concentré en muchos tipos diferentes de proyectos en muchas industrias diferentes. Me uní a la práctica de finanzas corporativas en McKinsey y tuve la oportunidad de experimentar de primera mano el contexto comercial más amplio que rodea a las empresas de tecnología”, dijo. “Pero después de cuatro años, me di cuenta de que había una oportunidad de intentar llevar la tecnología a la clínica. Me acerqué a Larry y nos sentamos en la mesa de su cocina junto con Hod, y los tres discutimos cómo podríamos seguir adelante y proceder como empresa”.

El salto de la investigación universitaria a una tecnología comercial representa casi ocho años de esfuerzos de 3DBio y ha requerido toda una serie de nuevas innovaciones, desde abordar la expansión celular hasta desarrollar biotinta de grado terapéutico, todo con miras a cumplir con los requisitos de la Administración de Alimentos y Medicamentos. requisitos, conocidos como Buenas Prácticas de Manufactura Actuales, para producir un producto médico seguro.

ensayo clínico fase 1/2a, que involucra a 11 pacientes y actualmente está en marcha, tiene como objetivo evaluar la seguridad y la eficacia preliminar de la tecnología específicamente para pacientes con microtia. La reconstrucción del oído fue realizada por el Instituto de Microtia-Deformidad Congénita del Oído en San Antonio, Texas, por el Dr. Arturo Bonilla. El segundo sitio de ensayo clínico es Cedars Sinai en Los Ángeles, con el Dr. John Reinisch.

El hecho de que el proyecto haya alcanzado este hito, dijo Bonassar, es el resultado de la visión clara de los investigadores desde el principio: hacer un tejido implantable clínicamente funcional, que se centre exclusivamente en la tarea mecánica del cartílago.

“Esto es realmente un triunfo de la ingeniería”, dijo Bonassar.

Para Bonassar y Cohen, el ensayo clínico ha tardado mucho en llegar.

“3DBio se ha hecho cargo con éxito de lo que deja la academia y realmente ha industrializado la tecnología”, dijo Cohen. “A menudo, con las tecnologías novedosas, lleva un tiempo superar los obstáculos técnicos fundamentales. Luego es seguido por un progreso acelerado. Hemos visto esto en la aviación, la informática y muchos otros campos. Ahora que creemos que hemos superado esos obstáculos fundamentales, esta plataforma tecnológica podría tener un impacto potencial en la vida de los pacientes y ser el comienzo de un nuevo paradigma de tratamiento”.

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