Por Pooja Sharma, Global Market Insights
Los medios de cultivo celular son formulaciones líquidas o semisólidas especializadas diseñadas para nutrir y sostener el crecimiento celular en un entorno controlado. Estas soluciones, ricas en nutrientes como aminoácidos, vitaminas y factores de crecimiento, son fundamentales para las funciones celulares, el metabolismo y, en última instancia, la proliferación.
Los medios de cultivo celular desempeñan un papel fundamental en el desarrollo biofarmacéutico, ya que son la piedra angular para producir una variedad de productos biológicos, como proteínas terapéuticas, anticuerpos monoclonales, vacunas y terapias basadas en células. Estos productos son esenciales, ya que crean un entorno óptimo para el crecimiento y la productividad celular, lo que facilita la producción a gran escala de productos biofarmacéuticos críticos.
Dado que la composición precisa de los medios de cultivo celular se adapta a los requisitos específicos de los diferentes tipos de células y aplicaciones, las partes interesadas pueden garantizar una producción biofarmacéutica consistente y confiable. La pandemia de COVID-19 confirmó aún más la importancia de estas formulaciones para el desarrollo de vacunas y terapias.
Global Market Insights Inc. (GMI), en un estudio reciente, afirma que la Tamaño del mercado de medios de cultivo celular registrará una tasa de crecimiento anual compuesta (CAGR) de más del 12,8 % durante el período 2024-2032 en términos de ingresos. Esta importante expansión subraya una creciente demanda de diversas aplicaciones, incluidas la fabricación y la investigación biofarmacéuticas.
De cara al futuro, el alcance de la industria gira en torno a un mayor enfoque en la medicina personalizada, las terapias regenerativas, la ingeniería de tejidos y la investigación con células madre.
La terapia con células madre impulsa la demanda en los medios
Dado el creciente interés en las terapias con células madre y su potencial para transformar los tratamientos de diversas enfermedades, desde enfermedades neurodegenerativas hasta daños en los órganos, aumentará la demanda de medios de cultivo de células madre de primera calidad. Las formulaciones innovadoras que potencien la viabilidad y la función de las células madre definirán las perspectivas del mercado.
Los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades (CDC) de Estados Unidos afirman que las enfermedades neurodegenerativas afectan a aproximadamente 5,8 millones de estadounidenses, lo que pone de relieve la necesidad urgente de tratamientos avanzados. Además, la Comisión Europea afirmó que en 2022 se realizaron más de 27.000 trasplantes de órganos y que más de 52.000 pacientes aún están en lista de espera. Estas estadísticas indican un enorme margen para avanzar en las terapias con células madre y la medicina regenerativa en los próximos años.
Según un estudio publicado en la revista Revista Internacional de Ciencias OralesLos investigadores descubrieron que las células madre de la pulpa dental humana (hDPSC) pueden mitigar el estrés oxidativo y mejorar los efectos neurorreparadores en modelos in vitro de enfermedad de Alzheimer (EA). Estas células madre ayudan a regular las células microgliales hiperreactivas y a reparar las neuronas dañadas. Los hallazgos proponen a las hDPSC como un candidato prometedor para el tratamiento del Alzheimer, ofreciendo un método factible para abordar el complejo entorno neuropatológico asociado con la enfermedad.
El apoyo gubernamental también es un factor importante que impulsa el segmento, con una creciente conciencia sobre las terapias basadas en células. Por ejemplo, Theradaptive, Inc., una empresa de medicina regenerativa, obtuvo $1 millón en financiación del Fondo de Investigación de Células Madre de Maryland para apoyar los ensayos clínicos en humanos para su producto principal, OsteoAdapt SP. El implante mejorado biológicamente tiene como objetivo tratar la enfermedad degenerativa del disco, la espondilolistesis y la retrolistesis estimulando el crecimiento óseo local preciso y promoviendo la fusión espinal rápida.
Las empresas biofarmacéuticas pueden aprovechar los avances en la terapia con células madre para desarrollar tratamientos más efectivos y personalizados. GMI informa que el segmento de medios de cultivo de células madre tendrá un valor de casi 2 mil millones de dólares en 2024, lo que demuestra un potencial significativo para las inversiones.
Los medios celulares sin suero ganan terreno
Históricamente, el cultivo celular dependía en gran medida del suero fetal bovino (FBS) por su potente combinación de factores de crecimiento, hormonas y nutrientes vitales para el crecimiento y el mantenimiento de las células. Sin embargo, las desventajas del suero han impulsado la búsqueda de alternativas:
- La variabilidad biológica conduce a resultados experimentales y a una calidad del producto inconsistentes, lo que afecta el crecimiento celular y la reproducibilidad.
- Los dilemas éticos y los riesgos de seguridad asociados con los componentes derivados de animales, como la posible transmisión de patógenos, amenazan la integridad y la seguridad de la línea celular.
- Existen regulaciones estrictas para las empresas biofarmacéuticas, que presionan para reducir el uso de insumos de origen animal en la producción.
- Adquirir un FBS de primer nivel implica un alto precio y conlleva incertidumbres en la cadena de suministro.
Para evitar las incertidumbres asociadas con los productos a base de suero, se han desarrollado medios de cultivo celular sin suero para establecer un entorno consistente y controlado. Con composiciones definidas con precisión, estos medios minimizan las variaciones entre lotes, lo que garantiza resultados experimentales más confiables. Las formulaciones sin suero se pueden ajustar para satisfacer las necesidades específicas de varios tipos de células, desde células madre hasta líneas recombinantes. Esta personalización puede aumentar significativamente la viabilidad celular, la proliferación y la productividad general.
Al erradicar los elementos derivados de animales, los medios sin suero no solo reducen los riesgos de contaminación, sino que también cumplen con las normas éticas. Esta alineación con las regulaciones acelera los plazos de aprobación de los productos biofarmacéuticos. Si bien el desarrollo inicial de medios sin suero puede implicar costos más altos, las ventajas a largo plazo (como la menor variabilidad y la mejor escalabilidad) superan con creces estos gastos iniciales.
Las herramientas modernas como la inteligencia artificial (IA) y el aprendizaje automático (AA) podrían resultar fundamentales para impulsar el desarrollo de medios de cultivo celular que satisfagan las necesidades emergentes de biofabricación. Por ejemplo, los investigadores de la Universidad de Toronto están aprovechando la IA para crear medios de cultivo celular sin suero.
Gracias al aprendizaje automático, el equipo puede adaptar las formulaciones de los medios a los distintos tipos de células y sus necesidades nutricionales. Este avance no solo promete una mayor consistencia, sino que también allana el camino para procesos de biofabricación más escalables.
Aplicaciones biofarmacéuticas de los medios de cultivo celular
El informe de GMI sugiere que las aplicaciones biofarmacéuticas podrían representar más del 37 % de la industria mundial de medios de cultivo celular para 2032. Los medios de cultivo celular serán fundamentales en la producción masiva de productos biológicos. Estas fórmulas se elaboran meticulosamente, equilibrando nutrientes, factores de crecimiento y suplementos para reforzar la proliferación y la expresión de proteínas. Tal precisión es clave para lograr altos rendimientos y estándares de calidad inquebrantables.
Las líneas celulares de mamíferos, en particular las células de ovario de hámster chino (CHO), son las preferidas para expresar proteínas recombinantes y anticuerpos monoclonales. Dadas sus demandas, estas líneas celulares requieren formulaciones de medios especializados. Las células CHO, que se utilizan en más del 70% de la producción de anticuerpos monoclonales, requieren medios que admitan cultivos celulares de alta densidad y maximicen el rendimiento proteico.
Los medios de cultivo celular son esenciales para la producción de terapias génicas. La producción eficiente de vectores virales, producidos a partir de líneas celulares como HEK293, requiere medios personalizados para garantizar títulos elevados e integridad funcional de las partículas virales. Las innovaciones en la composición de los medios pueden conducir a una mayor eficiencia de transfección y mayores rendimientos, haciendo que las terapias génicas sean más accesibles y rentables.
Además, la industria biofarmacéutica está siendo testigo de una rápida adopción de biorreactores de un solo uso, que requieren formulaciones especializadas de medios de cultivo celular. Estos biorreactores ofrecen ventajas como un menor riesgo de contaminación y menores costos de capital. Los medios de cultivo celular diseñados para sistemas de un solo uso deben soportar altas densidades celulares y mantener la estabilidad durante períodos de cultivo prolongados, lo que garantiza una calidad constante del producto.
Conclusión
La creciente demanda de productos biofarmacéuticos, la expansión de las aplicaciones en medicina regenerativa y los continuos avances en las técnicas de formulación de medios impulsarán el crecimiento del mercado de medios de cultivo celular. Existe un aumento constante en la prevalencia de enfermedades crónicas y un cambio hacia la medicina personalizada. Además, el papel cada vez mayor de estos productos, desde la investigación con células madre hasta la ingeniería de tejidos, presenta un vasto panorama para los biofabricantes y las empresas de marketing de células.
Los actores del sector que puedan sortear las complejidades regulatorias, gestionar los problemas de la cadena de suministro y adaptarse a las presiones de precios estarán bien posicionados para aprovechar las oportunidades emergentes en este sector dinámico. Las colaboraciones y asociaciones estratégicas entre los actores clave del sector podrían fomentar la innovación y optimizar los procesos de producción.
Las inversiones en investigación y desarrollo probablemente darán como resultado formulaciones de medios nuevas y mejoradas, mientras que la integración de inteligencia artificial y automatización en los procesos de fabricación puede ofrecer mayor eficiencia y precisión. La importancia de las formulaciones de medios definidas químicamente y sin animales subrayará la postura del mercado en el futuro.
Sobre el Autor:
Pooja Sharma es una escritora en Global Market Insights que escribe sobre tecnología, atención médica y sectores químicos.
