Systemic Bio acelera el desarrollo de fármacos 3D a partir de hidrogeles y células humanas

El desarrollo de la bioimpresión 3D está abriendo nuevas fronteras en el ámbito médico, no solo en medicina regenerativa, sino también en el descubrimiento y desarrollo de fármacos. En este contexto, la empresa Systemic Bio, filial de 3D Systems, ha emergido como un actor clave en la creación de tejidos humanos vascularizados mediante técnicas de bioimpresión 3D de alta precisión. Su objetivo es transformar cómo se diseñan, prueban y optimizan los tratamientos médicos, integrando datos humanos relevantes en modelos predictivos para acelerar la llegada de nuevos fármacos al mercado. Hemos hablado con Taci Pereira, CEO de Systemic Bio, para conocer más sobre su plataforma, el potencial de la fabricación aditiva en el desarrollo terapéutico y su visión sobre el futuro de la medicina basada en tejidos biológicos impresos en 3D.

3DN: ¿Podrías presentarte y contarnos tu relación con la impresión 3D?

Soy Taci Pereira, originaria de Curitiba, Brasil. Me mudé a los Estados Unidos a los 18 años para estudiar bioingeniería en Harvard, impulsada por el deseo de contribuir al desarrollo de nuevos tratamientos contra el cáncer y ayudar a los médicos de todo el mundo a llegar a más pacientes. En Harvard, descubrí la ingeniería de tejidos gracias al trabajo del profesor David Mooney. Me fascinó el potencial de los biomateriales y la ingeniería de tejidos, desde la medicina regenerativa y la administración de fármacos hasta la creación de mejores modelos de fisiología y patología humanas.

A la derecha, Taci Pereira.

Ese interés me llevó a unirme a Allevi, una startup dedicada a la bioimpresión en fase inicial, como bioingeniera junior. Pasé muchas horas en el laboratorio aprendiendo a utilizar impresoras 3D basadas en extrusión para crear diversos tejidos, desde huesos hasta tumores. Como éramos un equipo pequeño, desempeñé muchas funciones como I+D, marketing, atención al cliente y operaciones. Llegamos a tener más de 500 clientes en todo el mundo y fuimos citados en más de 100 publicaciones. En tres años llegué a ser directora científica y ayudé a dirigir la empresa durante su adquisición por parte de 3D Systems.

Tras la adquisición, me quedé para dirigir la nueva división de 3D Systems. Eso me dio la oportunidad de trabajar con tecnología de bioimpresión 3D de grado industrial, aprender cómo funciona una empresa pública y explorar nuevas modalidades, como la impresión basada en la luz. Aproximadamente un año después, lanzamos Systemic Bio.

3DN: ¿Qué es Systemic Bio? ¿Cómo surgió la idea de crearla?

Systemic Bio es una filial de 3D Systems creada para aplicar su tecnología de bioimpresión industrial al descubrimiento y desarrollo de fármacos. Aunque la bioimpresión 3D se asocia a menudo con la medicina regenerativa o los tejidos implantables, también tiene un enorme potencial para mejorar la forma en que estudiamos las enfermedades y desarrollamos nuevas terapias, al probar estas terapias en modelos de tejidos humanos funcionales.

La idea de Systemic Bio surgió en 2018, cuando vi el auge de la IA y el aprendizaje automático (ML) en la biotecnología, concretamente en empresas como Insitro. Admiraba el trabajo de Daphne Koller y seguía de cerca cómo se aplicaban las herramientas computacionales a la biología. Pero me di cuenta de una laguna importante: los modelos de IA solo son tan buenos como los datos con los que se entrenan. Si utilizamos modelos preclínicos que a menudo no logran predecir los resultados en humanos, la IA solo nos llevará al fracaso más rápidamente, lo que puede ahorrar tiempo, pero no resuelve todo el problema.

Fue entonces cuando se me ocurrió la idea de crear una plataforma in silico basada en datos relevantes para los seres humanos procedentes de tejidos bioimpresos. Pero para ello necesitaba una bioimpresión escalable y reproducible, algo que aún no existía. Gracias a la adquisición de Allevi, obtuve acceso a las décadas de experiencia de 3D Systems en la fabricación aditiva de alto rendimiento. A continuación, fundamos Systemic Bio en agosto de 2022 con una financiación de 15 millones de dólares para producir tejidos bioimpresos a gran escala y generar datos que permitan tomar mejores decisiones en el desarrollo de fármacos.

3DN: ¿Puedes contarnos más sobre la tecnología de bioimpresión 3D?

Utilizamos la tecnología de bioimpresión basada en luz de grado industrial desarrollada por 3D Systems. Esto nos permite fabricar construcciones de hidrogel vascularizadas con alta resolución y rendimiento. Los andamios están controlados en cuanto a calidad, funcionalizados y celularizados para modelar tejidos humanos. Nuestra plataforma puede generar miles de modelos de tejidos consistentes cada mes bajo un sistema de gestión de calidad, lo que permite tanto la I+D interna como las asociaciones con empresas farmacéuticas.

3DN: ¿Qué ventajas ofrece la fabricación aditiva para el descubrimiento y desarrollo de fármacos? ¿Existe alguna limitación?

La fabricación aditiva ofrece ventajas clave para el descubrimiento de fármacos. En primer lugar, permite la creación de estructuras biomiméticas, geometrías complejas y similares a las naturales que son difíciles de conseguir con los métodos tradicionales. En segundo lugar, el descubrimiento de fármacos abarca innumerables mecanismos de acción y modelos de enfermedades, lo que significa que la flexibilidad es fundamental. Finalmente, nos permite adaptar fácilmente los diseños y los tipos de células sin tener que cambiar el hardware, solo tenemos que actualizar el archivo de diseño.

Esta modularidad la hace rentable y altamente personalizable. En comparación con los métodos tradicionales, como el moldeo por inyección, también permite una iteración más rápida y una creación rápida de prototipos, lo cual es esencial para optimizar los modelos de tejidos. La principal limitación actual es garantizar la consistencia y la reproducibilidad a gran escala. Y ese es precisamente uno de los retos que Systemic Bio está abordando.

3DN: ¿Cómo ves el futuro de la impresión 3D en medicina?

La bioimpresión está llamada a transformar la medicina en múltiples dimensiones. A corto plazo, estamos entrando en la era de la terapia tisular, una nueva clase de terapias en las que, en lugar de tener que diseñar un órgano completo, podemos bioimprimir construcciones de tejido funcional que mejoran o apoyan la función de los órganos. Estos tejidos son más fáciles de producir, pueden adaptarse a aplicaciones específicas y también pueden servir como sistemas avanzados de administración de fármacos.

En Systemic Bio, nuestro objetivo es bioimprimir millones de tejidos vascularizados que puedan utilizarse para generar modelos computacionales de órganos y sistemas humanos. Estos tejidos proporcionan la base para conjuntos de datos a gran escala: bibliotecas de diferentes modalidades terapéuticas probadas en diversos tipos de tejidos y contextos biológicos. Al etiquetar cada respuesta tisular con atributos clave de la terapia (es decir, estructura, dosis, mecanismo de acción, etc.), podemos entrenar modelos de IA/ML para predecir la seguridad y la eficacia en múltiples contextos de uso, por ejemplo, toxicidad hepática, seguridad cardíaca o respuesta tumoral.

Imaginemos que podemos introducir una nueva terapia en este sistema y obtener un perfil de seguridad órgano por órgano y una predicción de la eficacia específica para cada enfermedad, todo ello basado en datos relevantes para los seres humanos. Ese es el futuro hacia el que nos dirigimos. Queremos crear modelos predictivos basados en seres humanos que puedan acelerar radicalmente el desarrollo de fármacos y reducir sus riesgos.

A largo plazo, por supuesto, el campo sigue persiguiendo su ambición más audaz: la bioimpresión de órganos totalmente funcionales y trasplantables. Por fin estamos entrando en una era en la que se están alineando los factores clave. Este es el caso de la bioimpresión a escala industrial, la automatización avanzada y el apoyo normativo, incluido el de la FDA, a métodos alternativos a los ensayos con animales. Pero para hacer realidad este futuro, debemos seguir dando prioridad a la reproducibilidad, la escala y la validación clínicamente significativa. Si lo hacemos, la bioimpresión no solo complementará la medicina, sino que la redefinirá.

El equipo de Systemic Bio.

3DN: ¿Unas últimas palabras para nuestros lectores?

Ten paciencia, esto lleva tiempo. Cuando me incorporé al campo de la bioimpresión hace casi 10 años, la gente ya hablaba de imprimir órganos completos en un plazo de cinco a diez años. Aunque ahora estamos mucho más cerca, la realidad es que la biotecnología opera en una escala de tiempo muy diferente. El progreso es real, pero es gradual y a menudo complejo.

Seamos ambiciosos, pero también realistas. Centrémonos en crear tecnologías que funcionen y en generar datos valiosos y reproducibles que nos acerquen a esos objetivos a largo plazo. La promesa de la bioimpresión es inmensa, pero hacerla realidad requerirá persistencia, rigor y un profundo compromiso para resolver los problemas adecuados.

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*Créditos de todas las fotos: Systemic Bio