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Experimentación animal 3D

24 de Octubre de 2016
El uso de animales dentro del ámbito de la experimentación en áreas de la salud (medicina y farmacéutica) se ha convertido casi en un paso imprescindible para poder utilizar estos productos en humanos.

Sin embargo, están surgiendo nuevas alternativas que intentan reducir al máximo el número de animales necesarios para ello. Sólo en 2011, 11.5 millones de ellos fueron empleados en Europa.  Más de 26 millones en EE.UU.

Para que un medicamento pueda llegar a las farmacias, debe pasar una serie de controles que permitan garantizar su seguridad. Estos incluyen los ensayos preclínicos, realizados en el laboratorio con células y animales, y los clínicos, con humanos. Dentro de los primeros (preclínicos) están los denominados in vitro, que son estudios bioquímicos  realizados en el laboratorio con células y material biológico. Con esto se demuestra que no existe toxicidad y se puede estudiar en animales, lo cual se denomina in vivo. Aquí se empezará normalmente por pequeños mamíferos, que suelen ser roedores. Si se obtienen resultados positivos y el estudio lo necesita, podrá pasarse a animales mayores (como ovejas o cerdos).

Una vez aprobado su uso en animales comenzarán las siguientes fases de ensayos clínicos con humanos, primero con una población pequeña y después ampliando este número. Con esto se obtienen los efectos secundarios a corto y largo plazo y si el fármaco resulta ser aceptado, podrá salir a la venta. Este ciclo puede llevar de 5 a 10 años, y todas las etapas son necesarias por normativa.

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Lab Mice.Imagen CCSA-SA 2.0 – Licencia CeCCiL

 

Debido al gran número de animales empleados en este proceso y a las implicaciones éticas que conlleva, se están buscando métodos alternativos que los puedan sustituir, o al menos disminuir su uso. Aproximadamente el 80% son pequeños roedores, como ratones o ratas.

Los métodos alternativos más extendidos hasta el momento son:

In silico, modelos a ordenador (computerizados). Se basan en simulaciones teniendo en cuenta grandes bases de datos de experimentos ya realizados y reacciones conocidas. Debido a la cantidad de variables que se deben tener en cuenta y las diferentes reacciones que se pueden producir en cada individuo, este método es poco fiable.

Modelos animales/humanos 2D, in vitro-2D culture. Se siembran células en una placa de cultivo y se prueba el fármaco sobre ellas. Este método está muy lejos de dar respuestas similares a las de un animal, pues no tiene en cuenta todo el organismo.

Modelos animales/humanos en 3D, in vitro 3D-culture. A diferencia del modelo 2D, en vez de cultivar sobre una superficie plana, se colocan las células sobre andamios, creando estructuras con distintos tipos celulares, y dejando espacio para el intercambio de fluidos y materiales biológicos. El bioprinting ves la herramienta perfecta para obtener estos sistemas.

El avance producido en el ámbito de la impresión 3D de tejidos humanos a partir de la deposición de células, ha venido acompañado del desarrollo de bioreactores, unas máquinas que mantienen los cultivos alimentados y en condiciones fisiológicas como las del cuerpo. Esta combinación permite desarrollar complejos modelos sobre los que probar medicamentos y cosméticos; además, permite emplear células humanas, por lo que podremos obtener resultados más fiables que si usáramos animales, según se vaya perfeccionando la técnica.

En este artículo científico encontraremos una comparativa más exhaustiva de los cultivos 2D frente a los 3D y además nos muestran un ejemplo real en el que han generado tejidos cancerígenos mediante bioprinting para poder probar diferentes medicamentos sobre ellos.

Para obtener más información, puede visitarse la web de la Red Española de Métodos Alternativos (REMA) o la del Centro Europeo para la Validación de Métodos Alternativos (CEVMA)

 

ACERCA DEL AUTOR

Nieves Cubo
Investigadora, artesana y estudiante sempiterna. Graduada en Ingeniería Electrónica Industrial y Automática, por la UC3M en el 2013. Continuó sus estudios en esta institución, especializándose en el Máster de Ciencia e Ingeniería de Materiales. Después permaneció allí, como investigadora ayudante en el área de Ingeniería Tejidos del Departamento de Bioingeniería e Ingeniería Aeroespacial, donde realizó su investigación sobre impresión de tejidos humanos dentro del marco de la Medicina Regenerativa y la Impresión 3D. Actualmente sigue trabajando en esta rama, mientras realiza su doctorado (PhD) en la Facultad de Farmacia de la Universidad Complutense de Madrid (UCM) y en el el Instituto de Ciencia y Tecnología de Polímeros del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (ICTP-CSIC)
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