Difusión del conocimiento de las ciencias médicas

04/10/2023

Órganos en un chip (OoC)

Por Dr. Armando Rosselli

. Lectura de 4 minutos

Investigadores catalanes crean un modelo funcional del bazo.

Conocida como la «caja negra» de la cavidad abdominal, el bazo es un órgano de la dimensión de un puño, situado encima del estómago y debajo de las costillas.

Forma parte del sistema linfático y ayuda al cuerpo a protegerse.

Su misión es filtrar los glóbulos rojos de la sangre y destruir los viejos, así como a otros microorganismos extraños del torrente sanguíneo, para combatir infecciones.

Según Hernando A. del Portillo, del Centro de Investigación en Salud Internacional, de Barcelona, algunas limitaciones éticas y tecnológicas han impedido un conocimiento exhaustivo de este órgano.

Su equipo, junto con el de Josep Samitier, del Instituto de Bioingeniería de Cataluña, busca impulsar su estudio con la creación del primer modelo funcional de bazo.

Este dispositivo recrea a microescala las propiedades físicas del órgano, es capaz de actuar como si fuera un bazo real y filtrar los glóbulos rojos de la sangre.

El sistema fluídico del bazo es muy complejo, y se ha conseguido simular la microcirculación de la sangre a través de un canal lento y otro rápido, diseñados para dividir el flujo.

Dentro del chip, la sangre circula por el canal lento a través de una matriz de pilares que se asimilan al ambiente real, donde el hematocrito (el porcentaje de glóbulos rojos) aumenta y la sangre defectuosa es eliminada.

La función del bazo en un chip servirá para conocer mejor el funcionamiento del bazo y, sobre todo, permite  probar nuevos tratamientos contra la malaria y otras patologías hematológicas.

Los órganos-en-chips (organs-on-chips) son dispositivos fabricados a escalas micrométricas, se los han descrito como sistemas biomiméticos que tienen como función principal lograr el mantenimiento de la unidad funcional de un órgano vivo en una estructura tridimensional (3 D).

La tecnología inspirada en la biología, ha llevado a la fabricación de estos dispositivos, los cuales consisten en diminutos canales 3 D microfluídicos, fabricados con un material polimérico transparente revestido con células, con el fin de replicar aspectos importantes de un órgano.

Así, estos dispositivos conocidos como órganos-en-chips, recapitulan la complejidad de los órganos vivos, en cuanto a su arquitectura, microambiente y fisiología.

«Los órganos replicados en un chip tienen la voluntad de reproducir en el laboratorio cómo es la fisiología de una parte del órgano y, de esta manera, hacer un análisis mucho más detallado de cómo actuará un medicamento», explica Josep Samitier.

Estos dispositivos en tres dimensiones imitan las relaciones entre tejidos y los microambientes de los organismos vivos.

Son pequeñas muestras, producto de la microingeniería, que cumplen todas las funciones del órgano correspondiente.

Su creación abre grandes perspectivas para la investigación y, especialmente, para la farmacología: mejoran los procedimientos de medición habituales y pueden acelerar ─y abaratar─ el desarrollo de nuevos fármacos.

Los estudios con animales son extensos, caros y, además, no pueden predecir con exactitud el comportamiento con humanos, ya que hay diferencias entre la reacción de un organismo animal y uno humano ante un mismo estímulo.

De igual modo, los cultivos celulares tampoco replican con total garantía las respuestas del cuerpo. «Los cultivos celulares son bidimensionales, planos: no se comportan como lo hace el hígado, el riñón o el corazón dentro del organismo.

“Eso provoca que, a veces, un fármaco que funciona bien en el laboratorio no sea efectivo cuando lo probamos en personas.”

Muchos proyectos farmacológicos fracasan en la fase de pruebas con humanos, aunque hayan superado los ensayos previos.

Estos fracasos en un estadio tan avanzado de desarrollo representan un gran gasto para la industria farmacéutica.

Los órganos en un chip, por tanto, aportan resultados más rápidos, rentables y precisos a la hora de determinar la eficacia o la toxicidad de un fármaco.

De modo que servirán para aligerar el camino del laboratorio a los ensayos clínicos en pacientes.

Pero no es la única utilidad que reportan: «También nos permiten entender mejor cómo funciona ese órgano para intentar reproducir un sistema artificial que pueda suplir, en algunos casos, el órgano natural.

Hoy en día todavía no es del todo posible. Sí hay algunos órganos artificiales: se ha conseguido hacer algún corazón y se ha intentado implantar tráqueas fabricadas en el laboratorio.

La clave es combinar células madre pluripotentes con biomateriales para intentar reproducir al máximo las condiciones fisiológicas y poderlo implantar usando una parte del órgano del paciente. »

Fuentes:

Senesciencia- Revista de la Universidad de Barcelona http://www.ub.edu/senesciencia/noticia/organos-en-un-chip/

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