Probar el efecto de nuevos medicamentos clínicos sobre el tejido cardíaco podría ser más rápido y sencillo, gracias a una nueva investigación de la Universidad de Harvard.
El estudio, publicado hoy en la revista Biofabricación , establece un método nuevo y más rápido para fabricar un "corazón en un chip", que puede usarse para probar la reacción del tejido cardíaco a estímulos externos.
La Dra. Lisa Scudder, coautora principal, dijo: "Uno de los principales desafíos en el descubrimiento y desarrollo de fármacos es el fracaso en la etapa de pruebas clínicas debido a la toxicidad cardíaca. Una forma de superar esto es desarrollar nuevas pruebas preclínicas para nuevos fármacos usando ingenieríatejidos que imitan los órganos nativos del cuerpo humano, como el corazón ".
La coautora principal, la Dra. Janna Nawroth, dijo: "Nuestro trabajo se centra en la construcción de nuevas plataformas para la prueba y el desarrollo de nuevos medicamentos para la seguridad y la eficacia, que son más predecibles para la fisiología humana. Hacemos esto mediante la ingeniería de unidades funcionales de órganos humanos, utilizando tejido humano. Para las unidades de corazón en un chip, nos esforzamos por construir un tejido que sea tan contráctil y organizado como el corazón humano, de modo que podamos medir la fuerza contráctil, un determinante importante del rendimiento del bombeo cardíaco.
"El chip que hemos creado es una extensión de nuestro trabajo anterior, que estableció una nueva plataforma utilizando la formación estructural miniaturizada del músculo cardíaco en un voladizo de hidrogel. Utilizamos hidrogel porque sus propiedades mecánicas son similares a la matriz extracelular deel corazón. Este sustrato pre-estampado da como resultado un crecimiento organizado del músculo cardíaco. El objetivo final es colocar estas estructuras de tejido en un entorno microfluídico, donde podamos regular y controlar de cerca el flujo del nuevo fármaco que se está probando ".
Sin embargo, para que estos chips se conviertan en una herramienta de próxima generación para el desarrollo de medicamentos y la investigación biomédica en la industria, deben fabricarse de forma continua, automatizada y con control de calidad a gran escala, en lugar de la fabricación de lotes pequeños utilizadaen investigación académica.
El Dr. Scudder dijo: "La forma existente de diseñar tejidos cardíacos implica el uso de fotomascaras, estampado y moldeo manual de gelatina para crear patrones en el hidrogel para la alineación del tejido, pero esto estaba tardando demasiado y no era práctico para nuestras necesidades de fabricación de chips.Nuestro nuevo método de fabricación de corazón en un chip utiliza un láser UV para modelar el hidrogel, empleando riboflavina para sensibilizar el gel para la ablación óptica. Este método de patrón permite que las células cardíacas se alineen en estructuras de tejido laminar organizadas como en el corazón nativoEl método de micropatterning UV crea características en el gel mucho más rápido, pero con la misma resolución y reproducibilidad que las técnicas de moldeo tradicionales ".
El Dr. Nawroth agregó: "Además de ser escalable, nuestro nuevo proceso brinda una gran uniformidad, no altera las propiedades del hidrogel y es hasta un 60 por ciento más rápido que el proceso anterior. Es otro paso hacia la masaproducción de órganos en un chip, que es esencial si las grandes compañías farmacéuticas los van a aceptar y utilizar ".
El investigador principal, el profesor Kevin 'Kit' Parker dijo: "Nuestro equipo se ha movido agresivamente durante los últimos años para desarrollar órganos en chips que sean susceptibles de fabricación en masa. Este avance es parte de nuestra estrategia de construir sistemas para que el científico farmacéuticoestá luchando contra la droga, no el chip "
El Dr. Scudder agregó: "Encontramos que este método de órgano en una fabricación de chips funciona para diseñar tejidos cardíacos y evaluar su fisiología. Pudimos generar tejido cardíaco alineado y películas musculares delgadas con micropatterning UV, que latía y contraía en respuesta aestímulos externos como estimulación eléctrica.
"Este método podría ser útil para fabricar otros órganos en chips, como un cerebro o músculo esquelético en un chip. En el futuro, esperamos ampliar este método de fabricación para imitar estados de enfermedades como la fibrosis,o para crear estructuras tisulares tridimensionales más complejas que puedan proporcionar nuevas herramientas para el proceso preclínico de desarrollo de fármacos "
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Materiales proporcionados por Publicación de IOP . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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