ÓRGANO EN UN CHIP - FERIA DE LA CIENCIA Y TECNOLOGIA

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ÓRGANO EN UN CHIP
El "órgano en un chip" en 3D podría acelerar la búsqueda de nuevos tratamientos para enfermedades
Los  investigadores han desarrollado un "órgano en un chip" tridimensional  que permite el monitoreo continuo en tiempo real de las células, y  podría usarse para desarrollar nuevos tratamientos para la enfermedad  mientras reduce el número de animales utilizados en la investigación.
El dispositivo, que incorpora células dentro de un transistor 3D hecho de un material similar a una esponja suave inspirado en la estructura del tejido nativo, brinda a los científicos la capacidad de estudiar las células y los tejidos de nuevas maneras. Al permitir que las células crezcan en tres dimensiones, el dispositivo imita con mayor precisión la forma en que las células crecen en el cuerpo.
Los investigadores, liderados por la Universidad de Cambridge, dicen que su dispositivo podría modificarse para generar múltiples tipos de órganos: un hígado en un chip o un corazón en un chip, por ejemplo, lo que finalmente lleva a un cuerpo en un chip que simularía cómo varios tratamientos afectan al cuerpo como un todo.
Tradicionalmente, los estudios biológicos se realizaron (y aún se hacen) en placas de Petri, donde se cultivan tipos específicos de células en una superficie plana. Si bien muchos de los avances médicos realizados desde la década de 1950, incluida la vacuna contra la poliomielitis, se han originado en las placas de Petri, estos entornos bidimensionales no representan con precisión los entornos tridimensionales nativos de las células humanas, y pueden, de hecho, conducir a datos erróneos. Información y fallos de fármacos en ensayos clínicos.

"Los  modelos celulares bidimensionales han sido muy útiles para la comunidad  científica, pero ahora necesitamos pasar a modelos celulares  tridimensionales para desarrollar la próxima generación de terapias",  dijo el Dr. Róisín Owens, del Departamento de Ingeniería Química y  Biotecnología de Cambridge, y El autor principal del estudio.
"Los  cultivos celulares tridimensionales pueden ayudarnos a identificar  nuevos tratamientos y saber cuáles evitar si podemos monitorearlos con  precisión", dijo el Dr. Charalampos Pitsalidis, un investigador  postdoctoral en el Departamento de Ingeniería Química y Biotecnología, y  el primer autor del estudio.
Ahora,  los cultivos de células y tejidos en 3D son un campo emergente de la  investigación biomédica, que permite a los científicos estudiar la  fisiología de los órganos y tejidos humanos de formas que antes no eran  posibles. Sin  embargo, si bien se pueden generar estos cultivos en 3D, la tecnología  que evalúa con precisión su funcionalidad en tiempo real no ha sido bien  desarrollada.
"La  mayoría de las células de nuestro cuerpo se comunican entre sí mediante  señales eléctricas, por lo que para monitorear los cultivos celulares  en el laboratorio, necesitamos conectarles electrodos", dijo el Dr.  Owens. "Sin  embargo, los electrodos son bastante torpes y difíciles de unir a los  cultivos celulares, por lo que decidimos voltear todo el asunto y  colocar las células dentro del electrodo".
"Los modelos  celulares bidimensionales han servido bien a la comunidad científica,  pero ahora necesitamos pasar a modelos celulares tridimensionales para  desarrollar la próxima generación de terapias."
Róisín Owens
El dispositivo que el Dr. Owens y sus colegas desarrollaron se basa en un "andamio" de una esponja de polímero conductor, configurado en un transistor electroquímico. Las células se cultivan dentro del andamio y todo el dispositivo se coloca dentro de un tubo de plástico a través del cual pueden fluir los nutrientes necesarios para las células. El uso del electrodo de esponja suave en lugar de un electrodo de metal rígido tradicional proporciona un entorno más natural para las células y es clave para el éxito de la tecnología de órgano en chip para predecir la respuesta de un órgano a diferentes estímulos.
Es necesario desarmar por completo otro órgano en un dispositivo de chip para monitorear la función de las células, pero como el diseño dirigido por Cambridge permite el monitoreo continuo en tiempo real, es posible realizar experimentos a largo plazo sobre los efectos de diversas enfermedades y tratamientos potenciales.
"Con este sistema, podemos controlar el crecimiento del tejido y su salud en respuesta a medicamentos externos o toxinas", dijo Pitsalidis. "Además de las pruebas de toxicología, también podemos inducir una enfermedad particular en el tejido y estudiar los mecanismos clave involucrados en esa enfermedad o descubrir los tratamientos adecuados".
Los investigadores planean usar su dispositivo para desarrollar un 'intestino en un chip' y conectarlo a un 'cerebro en un chip' para estudiar la relación entre el microbioma intestinal y la función cerebral como parte del proyecto IMBIBE, financiado por el Consejo Europeo de Investigación.
Los investigadores han presentado una patente para el dispositivo en Francia.
Solicita más información
Sarah Collins
Communications Manager
Mail:
sarah.collins@admin.cam.ac.uk
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