Traducido por Alejandro Ramos de la Peña
La forma tradicional en la que la industria farmacéutica prueba sus medicamentos ha cambiado dramáticamente, gracias a la nueva tecnología desarrollada por Donald Ingber.
Normalmente, los científicos prueban los productos farmacéuticos en animales, pero regularmente, «las predicciones de los animales fallan cuando un compuesto se prueba en humanos», dice Ingber, director del Instituto Wyss de la Universidad de Harvard. La realización de pruebas iniciales en personas, por supuesto, es demasiado peligrosa. «Nuestra propuesta de solución es hacer los estudios con células humanas», dice, «pero con células que presentan la estructuras y funciones similares al órgano.»
Para lograr esto, Ingber y su equipo están desarrollando una colección de dispositivos a microescala que reproducen las estructuras y los ambientes reales de órganos humanos con mayor exactitud que una simple placa de cultivo.
El primer órgano del Instituto Wyss fue un pulmón con respiración en un microchip. El dispositivo transparente, del tamaño de un pulgar está hecho de materiales biocompatibles con células y sirve como una plataforma para el crecimiento de células de pulmón humano. Presenta pequeños canales que cruzan a través del dispositivo. El aire y los líquidos fluyen a través de los canales centrales, donde las células pulmonares se cultivan, y debido a que el dispositivo es flexible, los científicos pueden aplicar presión de vacío a los canales laterales de modo que los canales centrales se expandan y se contraigan, al igual que los pulmones humanos. El equipo ha demostrado que tales fuerzas mecánicas afectan al comportamiento de las células. En el caso de las células del pulmón, la respiración mecánica les ayuda a absorber las partículas que fluyen en la cámara de aire.
Recientemente, el instituto ha desarrollado un intestino humano en un microchip. El canal central del dispositivo, que se alinea con las células humanas, puede ser sometido a movimientos ondulatorios que imitan el movimiento de los intestinos durante la digestión. En el chip, las células forman estructuras digitiformes conocidas como vellosidades que son importantes para la absorción de nutrientes y otros compuestos. Estas estructuras no se forman cuando las células son cultivadas en una placa de cultivo, lo que sugiere que las células se sienten más a gusto en el dispositivo. Los científicos también pueden hacer crecer las bacterias intestinales comunes junto con las células intestinales en el canal. En una placa de cultivo, las bacterias suelen superar a las células humanas, dice Ingber, «ahora podemos estudiar interacciones mucho más complejas.»
Individualmente, cada chip que replica a un órgano da a los investigadores la oportunidad de estudiar las células humanas en un entorno más natural y para probar cómo responden a los fármacos y a las toxinas. Pero Ingber está trabajando en algo más grande, en donde varios de los chips estén unidos entre sí. Mediante la conexión de las versiones de microfluidos de un corazón, pulmón, intestino, riñón, y más, Ingber y sus colaboradores creen, que podrán estudiar mejor cómo el cuerpo procesa y responde a diversos compuestos.
Uno de los proyectos en curso con uno de los miembros de la facultad de Wyss, Kevin Kit Parker, es para probar los efectos negativos sobre el corazón por medicamentos inhalados, un problema recurrente en el proceso de descubrimiento de nuevos fármacos. «La toxicidad cardíaca es en realidad la principal causa de fracaso de las drogas, independientemente de en que se orienten», dice Ingber.
Imagen y Texto obtenido de:
http://www.technologyreview.com/demo/427992/building-an-organ-on-a-chip/?nlid=nldly&nld=2012-07-02
