Tendencias21
Fabrican un bazo artificial que está integrado en un chip

Fabrican un bazo artificial que está integrado en un chip

Investigadores del Instituto de Bioingeniería de Cataluña (IBEC) y del CRESIB, centro de investigación de ISGlobal, han conseguido desarrollar un modelo funcional de bazo en 3D capaz de actuar como este órgano. El dispositivo ayudará a detectar posibles fármacos contra la malaria y otras enfermedades hematológicas. Un gran avance en microingeniería, como lo fue el pulmón en un chip creado en 2012 en Estados Unidos, también con la finalidad de investigar enfermedades, y definir nuevas dianas terapéuticas.

Fabrican un bazo artificial que está integrado en un chip

Investigadores del Instituto de Bioingeniería de Cataluña (IBEC) y del CRESIB, centro de investigación de ISGlobal, han realizado un gran avance en el ámbito de la microingeniería de ‘órganos-en-un-chip’, con la creación de un modelo funcional de bazo en 3D capaz de actuar como este órgano y filtrar los glóbulos rojos de la sangre.

Lo han conseguido recreando a microescala las propiedades físicas y las fuerzas hidrodinámicas de la unidad funcional de la pulpa roja del bazo, informa el IBEC en un comunicado. El dispositivo podría servir para detectar posibles fármacos contra la malaria y otras enfermedades hematológicas. El estudio ha sido publicado en la revista especializada Lab on a Chip.

La idea original

La idea original de crear un bazo-en-un-chip surgió de los grupos del Dr. Hernando A del Portillo, Profesor ICREA del CRESIB, centro de investigación de ISGlobal, quien estudia desde hace varios años el papel del bazo en la malaria; y del Dr. Josep Samitier, director del IBEC y catedrático de la Universidad de Barcelona, quien estudia las propiedades reológicas de la sangre, incluyendo aquella parasitada por malaria, para desarrollar sistemas de diagnóstico.

“Debido a las limitaciones éticas y tecnológicas de estudiar el bazo humano, conocido como la “caja negra” de la cavidad abdominal, ha habido muy pocos avances en su estudio”, explica del Portillo. Para romper esta barrera se inició una colaboración para desarrollar un modelo del bazo humano-en-un-chip mediante un proyecto EXPLORA.

“El sistema fluídico del bazo es muy complejo y adaptado evolutivamente para filtrar y destruir selectivamente glóbulos rojos viejos, micro-organismos y glóbulos rojos parasitados por malaria,” explica el Dr. Antoni Homs, investigador del IBEC y coautor del estudio.

“El bazo filtra la sangre mediante un método único, haciéndola ‘microcircular’ a través de lechos de filtración formados por la pulpa roja del bazo en un compartimento especial donde el hematocrito (el porcentaje de células rojas de la sangre) se ve aumentado. De modo que los macrófagos especializados pueden reconocer y destruir glóbulos rojos enfermos.”

Además, la sangre en este compartimento solo puede viajar en un único sentido a través de ranuras interendoteliales antes de llegar al sistema circulatorio, lo que representa un riguroso segundo test para asegurar la eliminación de las células viejas o enfermas.

Imitando el bazo a tamaño micro

Los investigadores de estos dos centros, pertenecientes a la red de centros CERCA, han imitado estas dos condiciones de control en su plataforma de tamaño micro para simular la microcirculación de la sangre a través de dos canales principales (uno lento y uno rápido) diseñados para dividir el flujo.

En el canal ‘lento’ la sangre fluye a través de una matriz de pilares simulando el ambiente real donde el hematocrito aumenta y la sangre “enferma” es destruida.

El dispositivo ya se ha probado con glóbulos rojos humanos sanos y en infectados por malaria, trabajo realizado mayoritariamente por los investigadores predoctorales Luis G. Rigat-Brugarolas (IBEC) y Aleix Elizalde-Torrent (CRESIB/ISGlobal), coautores también de este trabajo.

“Nuestro dispositivo facilitará el estudio de la función del bazo en malaria, e incluso podría proporcionar una plataforma flexible para la detección de posibles fármacos contra ésta y otras enfermedades hematológicas,” dice del Portillo.

“La investigación en órganos-en-un-chip integrando microfluídica con sistema celulares aún está dando sus primeros pasos, pero ofrece enormes perspectivas hacia el futuro de los ensayos de fármacos para diferentes patologías”, especifica Samitier.

Estos dispositivos en 3D, que imitan las interrelaciones tejido-tejido y los microambientes únicamente vistos en los órganos vivos, permite una nueva percepción de las enfermedades que no puede obtenerse fácilmente con los estudios convencionales con animales, que son costosos y consumen mucho tiempo. Además, cede el paso a los resultados relacionados con humanos que los modelos animales no pueden predecir.

Fabrican un bazo artificial que está integrado en un chip

Avance anterior: un pulmón en un chip

En 2012, un equipo de investigadores del Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering de la Universidad de Harvard (en Estados Unidos) también fabricaron un órgano en un chip, en este caso un pulmón.

Con él consiguieron imitar un edema pulmonar (una acumulación anormal de líquido en los pulmones), analizaron la toxicidad de un fármaco, y determinaron nuevas terapias posibles de prevención de esta enfermedad potencialmente mortal.

En términos generales, los expertos consideran que el concepto de «órganos-en-chips» puede acabar sustituyendo a los métodos más tradicionales de descubrimiento y desarrollo de medicamentos.

Los órganos-en-un-chip representan un nuevo método para modelar la estructura, la biología y el funcionamiento de los órganos humanos. El uso de este tipo de microsistemas en el estudio de las patologías podría extenderse para la identificación de nuevas dianas terapéuticas.

Referencias bibliográficas:

Rigat Brugarolas, L. G., Elizalde Torrent, A., Bernabeu, M., de Niz, M., Martin Jaular, L., Fernandez Becerra, C., Homs Corbera, A., Samitier, J. & del Portillo, H. A. Functional microengineered model of the human splenon-on-a-chip. Lab on a Chip (2014). DOI: 10.1039/C3LC51449H.

Dongeun Huh, Daniel C. Leslie, Benjamin D. Matthews, Jacob P. Fraser, Samuel Jurek, Geraldine A. Hamilton, Kevin S. Thorneloe, Michael Allen McAlexander, y Donald E. Ingber. A Human Disease Model of Drug Toxicity–Induced Pulmonary Edema in a Lung-on-a-Chip Microdevice. Science Translation Medicine (2012). DOI: 10.1126/scitranslmed.3004249.

RedacciónT21

Hacer un comentario

RSS Lo último de Tendencias21

  • El océano se está desgarrando 26 marzo, 2024
    2.000 terremotos en un día en Canadá insinúan el nacimiento de una nueva corteza oceánica frente a la costa de la isla de Vancouver: está a punto de nacer a través de una ruptura magmática en las profundidades del mar.
    Pablo Javier Piacente
  • Simulan una explosión termonuclear en un superordenador 26 marzo, 2024
    Una simulación por superordenador nos brinda nuevos conocimientos sobre el comportamiento de las estrellas de neutrones: al evocar la explosión termonuclear que tiene lugar cuando estos monstruos cósmicos devoran a otra estrella, los investigadores logran avanzar en la comprensión de los fenómenos más extremos que suceden en el cosmos.
    Pablo Javier Piacente
  • Las matemáticas tienen la clave para erradicar el machismo 26 marzo, 2024
    Las matemáticas demuestran que si una parte significativa de las mujeres de una población (superando el límite del 45%) se comporta solidariamente con otras mujeres (como si fuesen hermanas), el machismo se extingue.
    Alicia Domínguez y Eduardo Costas (*)
  • El cerebro nos invita a soñar despiertos y luego nos rescata del ensueño 26 marzo, 2024
    El cerebro dispone de un doble mecanismo que, por un lado, nos inspira la creatividad provocando que soñemos despiertos, y por otro, nos devuelve a la realidad para sacarnos de la divagación inútil.
    Redacción T21
  • Las ondas cerebrales se mueven en direcciones opuestas para crear recuerdos y luego para recuperarlos 25 marzo, 2024
    Los científicos descubrieron que las ondas cerebrales tendían a moverse desde la parte posterior del cerebro hacia el frente mientras las personas guardaban algo en su memoria. Por el contrario, cuando buscaban recordar la misma información, esas ondas se movían en la dirección opuesta, desde el frente hacia la parte posterior del cerebro.
    Pablo Javier Piacente
  • Descubren una de las estrellas más antiguas del Universo muy cerca de la Vía Láctea 25 marzo, 2024
    La estrella LMC 119 fue apreciada en la Gran Nube de Magallanes, muy cerca de la Vía Láctea, y es la primera estrella de la segunda generación de formación estelar del Universo que se ha identificado en otra galaxia. Esta estrella, una de las más antiguas en el cosmos descubiertas hasta hoy, proporciona una ventana […]
    Pablo Javier Piacente
  • ¿En qué se parece la AMOC a la construcción de la personalidad? 25 marzo, 2024
    Nuestra personalidad puede verse afectada por el deshielo del Ártico porque hay un paralelismo simbólico entre las corrientes oceánicas que regulan el clima y los comportamientos humanos: si seguimos sus patrones, favorecemos la ética en la gestión de las empresas.
    Edita Olaizola (*)
  • La inteligencia colectiva de las plantas forma los misteriosos círculos de hadas de los desiertos 25 marzo, 2024
    Los misteriosos círculos de hadas presentes en los desiertos de al menos 15 países se forman porque las plantas ejercen una forma de inteligencia colectiva para aprovechar los recursos hídricos profundos del terreno, creando las zonas muertas para la vida vegetal que han intrigado a los científicos durante décadas.
    Eduardo Martínez de la Fe
  • Los africanos usaban arcos y flechas hace 74 mil años 24 marzo, 2024
    El uso se arcos y flechas se ha constatado en africanos hace 74.000 años: dejaron constancia de armas puntiagudas usadas para la caza y, después de la erupción del supervolcán Toba en Indonesia que provocó una sequía, también para pescar en un río etíope.
    N+1/T21
  • Descubren al delfín de río más grande de la historia 23 marzo, 2024
    Un equipo de científicos ha descubierto en la Amazonía peruana los fósiles del delfín de río más grande de la Tierra. Era un pariente cercano de los delfines asiáticos y no de los delfines amazónicos que hoy habitan las aguas dulces de América del Sur.
    N+1/T21