Investigadores del Instituto de Bioingeniería de Cataluña (IBEC) han desarrollado un innovador dispositivo conocido como «órgano-en-un-chip», que simula el funcionamiento de la barrera hematoencefálica humana. Este avance tecnológico es crucial, ya que esta barrera biológica protege el cerebro contra toxinas en la sangre, suministra nutrientes y filtra compuestos nocivos, pero también impide que muchos fármacos lleguen al cerebro, dificultando el tratamiento de enfermedades neurodegenerativas.
La mayoría de los métodos tradicionales, como los cultivos celulares y los modelos animales, presentan limitaciones significativas al reproducir la fisiología humana y generar resultados comparables. Además, la experimentación animal enfrenta serias cuestiones éticas. En este contexto, las plataformas de «órgano-en-un-chip» (OoC, por sus siglas en inglés) emergen como una alternativa prometedora. Estos sistemas pueden simular el funcionamiento de órganos humanos a escala microscópica, facilitando la investigación de manera más rápida, económica y sin necesidad de usar animales.
El estudio, publicado en el Journal of Nanobiotechnology, describe cómo este dispositivo puede analizar la respuesta de la barrera hematoencefálica a diferentes fármacos, permitiendo un cribado eficaz y evitando ensayos en animales. El sistema es altamente versátil y puede adaptarse para estudiar diversas patologías cerebrales. Según la investigadora Anna Lagunas, el chip podría utilizarse para explorar enfermedades neurodegenerativas mediante el uso de células derivadas de pacientes, lo que posibilitaría un estudio personalizado de la enfermedad.
El dispositivo ha sido validado utilizando nanopartículas de oro desarrolladas por el grupo de Marcelo J. Kogan en la Universidad de Chile. Estas nanopartículas facilitan la permeación del fármaco a través de la barrera hematoencefálica y degradan las fibras de beta amiloide, asociadas con el Alzheimer. La coautora Mònica Mir destaca la portabilidad y facilidad de uso del dispositivo, que podría producirse en masa y automatizarse para su implementación industrial.
El órgano-en-un-chip está construido en un sistema microfluídico, que manipula y controla fluidos en pequeñas escalas, imitando la barrera hematoencefálica humana con un cultivo tridimensional de células humanas que forma una estructura de barrera endotelial. Este modelo también incorpora microelectrodos para monitorizar la integridad y permeabilidad de la barrera antes y después de la administración de fármacos.
Sujey Palma, estudiante de doctorado en el IBEC y primera autora del estudio, concluye que la plataforma tiene un enorme potencial para evaluar la permeabilidad de nuevos candidatos terapéuticos y estudiar los efectos de estos sistemas en la barrera hematoencefálica después de su administración.
El trabajo, liderado por el grupo de Nanobioingeniería del IBEC y dirigido por Josep Samitier, también contó con la colaboración de la Universidad de Barcelona y el Centro Avanzado de Enfermedades Crónicas de Chile. Este desarrollo podría representar un hito significativo en el tratamiento y estudio de enfermedades neurodegenerativas.
Fuente: Agencia Sinc
