Los tejidos diseñados y creados artificialmente se han convertido en un elemento esencial para poder entender algunas enfermedades y probar la eficacia y seguridad de los medicamentos. Uno de los retos a los que se enfrentan los investigadores es el modelaje de las funciones corporales y las enfermedades sistémicas con múltiples tejidos de ingeniería que puedan comunicarse fisiológicamente. El gran obstáculo se encuentra en la dificultad que supone modelar condiciones que implican a más de un sistema de órganos, sin sacrificar los entornos individuales de los tejidos diseñados.
Un grupo de investigadores de Columbia Engineering y del Centro Médico Irving (Universidad de Columbia) ha desarrollado un modelo de chip multiorgánico de fisiología humana compuesto por corazón, hueso, hígado y piel humanos de ingeniería. La recapitulación de funciones de órganos interdependientes se consigue mediante una conexión por flujo vascular con células inmunitarias circulantes.
El chip multiorgánico es de formato “plug and play” y tiene el tamaño de un portaobjetos, que le permite adaptarse a cada paciente. El chip permite optimizar la terapia personalizada, por lo que se mejorará el seguimiento de los pacientes y su adherencia al tratamiento.
El chip multiorgánico es de formato “plug and play” y tiene el tamaño de un portaobjetos, que le permite adaptarse a cada paciente
Kacey Ronaldson-Bouchard, autora principal del estudio e investigadora asociada explica que "proporcionar comunicación entre los tejidos preservando sus fenotipos individuales ha sido un reto importante (...). Como nos centramos en el uso de modelos de tejidos derivados de pacientes, debemos madurar individualmente cada tejido para que funcione de forma que imite las respuestas que se verían en el paciente, y no queremos sacrificar esta funcionalidad avanzada al conectar múltiples tejidos (...). Así que optamos por conectar los tejidos mediante la circulación vascular, preservando al mismo tiempo cada nicho tisular individual que es necesario para mantener su fidelidad biológica, imitando la forma en que nuestros órganos están conectados dentro del cuerpo".
El grupo de investigadores desarrolló módulos tisulares, encajando cada uno en su entorno optimizado. Los separaron mediante flujo vascular a través de una barrera endotelial selectivamente permeable, y descubrieron que los entornos tisulares individuales pudieron comunicarse por las barreras endoteliales y la circulación vascular.
Los científicos utilizaron el modelo para examinar los efectos adversos de los medicamentos contra el cáncer. Además, configuraron en paralelo un nuevo modelo computacional del chip multiorgánico para simulaciones matemáticas de la absorción, distribución, metabolismo y secreción de fármacos. El chip multiorgánico ha resultado efectivo en ambos experimentos.
Referencia
OAD-ES-AMG-0001
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