Durante algunos años, los científicos han estado investigando para encontrar formas de reducir las pruebas en animales y acelerar los ensayos clínicos. Los ensayos in vitro con células vivas son una alternativa, pero tiene limitaciones ya que la interconexión e interacción entre las células no puede reproducirse fácilmente.
Para superar lo último, los científicos están desarrollando sistemas que imitan los tejidos y las funciones de los órganos en condiciones muy cercanas a la realidad. Este tipo de dispositivos, llamados "Organ-on-a-chip", incluyen microambientes y microarquitecturas para emular la vida.órganos y tejidos.
Un equipo de científicos en Barcelona ha desarrollado un dispositivo microfluídico que imita la barrera retiniana de la sangre humana. Los científicos son del Grupo de Aplicaciones Biomédicas del Instituto de Microelectrónica de Barcelona IMB-CNM del Consejo Español de Investigación Científica CSIC, el CIBER-BBN, y del grupo de Diabetes y Metabolismo del Instituto de Investigación Vall d'Hebron VHIR, CIBERDEM- Instituto de Salud Carlos III y la Universitat Autònoma de Barcelona UAB.
El estudio, presentado en la portada de la revista Laboratorio en un chip , es lo que los expertos técnicamente llaman "prueba de concepto", es decir, demuestra la viabilidad del diseño imaginado por los científicos.
Emulando la estructura de la barrera retiniana de la sangre
José Yeste, científico del CSIC en el IMB-CNM y en el Departamento de Microelectrónica y Sistemas Electrónicos de la UAB, y autor principal del estudio, explica que el dispositivo está compuesto por varios compartimentos paralelos, dispuestos para emular la estructura de la capa retinianaEn cada compartimento se ha cultivado un tipo de células: células endoteliales que constituyen vasos capilares que transportan oxígeno y nutrientes, células neuronales que forman la neuroretina y células epiteliales pigmentadas de la retina, que forman la capa externa de la sangre.barrera retiniana
Los compartimentos están interconectados por una cuadrícula de microsurcos debajo de las células, con el cual las células pueden intercambiar moléculas de señal y, por lo tanto, comunicarse entre ellas. Como resultado, las sustancias producidas por algunas células pueden llegar a otras células, generando una comunicación e interacción celular comoen un órgano vivo. Además, el dispositivo permite exponer las células endoteliales a las condiciones mecánicas particulares, como las inducidas por el torrente sanguíneo.
Como explica Rosa Villa, científica del CSIC y líder del Grupo de Aplicaciones Biomédicas, "en el organismo vivo, las células endoteliales que cubren las paredes internas de los vasos sanguíneos están expuestas al estímulo mecánico del torrente sanguíneo. En los cultivos celularesdonde esta condición no se reproduce, podríamos decir que las células están como "adormecidas" y no reaccionan como lo harían en condiciones reales ".
Rafael Simó, quien dirige el grupo de Diabetes y Metabolismo del Instituto de Investigación Vall d'Hebron VHIR dice: "La característica más relevante de esta tecnología es que imita lo que sucede 'in vivo' en la retina y, por lo tanto, puede ser unherramienta esencial para impulsar la experimentación in vitro. En el dispositivo, las células crecen constantemente en contacto con un fluido, como sucede en la retina humana. Además, las células mantienen una estrecha interacción entre ellas por mediadores químicos, lo que hace posible verqué sucede en un tipo de célula cuando se daña otro tipo de célula cercana. Además, es posible medir la resistencia eléctrica para evaluar la funcionalidad de las neuronas de la retina ".
Los científicos probaron la formación correcta de la barrera retiniana de la sangre evaluando su permeabilidad, su resistencia eléctrica y la expresión de algunas proteínas de las uniones estrechas entre las células, que se expresan cuando las células han establecido una función de barrera.
Las pruebas se han diseñado para verificar si la barrera se formó correctamente, pero manteniendo la permeabilidad natural para permitir el paso de nutrientes y oxígeno, y para averiguar si las células estaban en contacto e interactuando.
Este dispositivo, dicen los científicos, puede usarse para estudiar los efectos de las moléculas o las condiciones perjudiciales en la retina humana. El equipo también quiere usar el dispositivo para estudiar la retinopatía diabética, una enfermedad cuyas causas y progresión aún no se conocen bien.
Anteriormente, el equipo dirigido por Rosa Villa en el Instituto de Microelectrónica de Barcelona IMB-CNM del CSIC creó un dispositivo que emula la barrera hematoencefálica.
Además, desarrollaron una cámara microfluídica hígado en un chip que imita la microcirculación hepática. En este caso, diseñaron y fabricaron el dispositivo junto con científicos del IDIBAPS.
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Materiales proporcionados por Universitat Autonoma de Barcelona . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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