Órganos en chip, simulan el microambiente de células

Investigaciones para incorporar la tecnología de órganos en un chip, que simulan el microambiente y los aspectos de órganos vivos.

Órganos en un chip, plataforma planteada principalmente para la producción y prueba de nuevos medicamentos como parte de la innovación de fármacos.

Un órgano en un chip es un sistema de cultivo celular que simula el microambiente y los aspectos funcionales clave de órganos vivos en una escala microscópica.

Los órganos en un chip son distintos a los cultivos celulares bidimensionales, porque estos no simulan el microambiente de las células dentro de un organismo y tienden a perder su función diferenciada. También son distintos a los cultivos celulares tridimensionales a base de geles de matriz extracelular, porque estos no pueden simular las interfaces entre tejidos distintos, los gradientes químicos ni la actividad mecánica que está presente en todos los órganos.

La fabricación de órganos en un chip representa obstáculos en la escala microscópica y en la dificultad de recrear la estructura natural de los tejidos. La arquitectura tisular ocupa un espacio tridimensional e incluye múltiples estructuras distintas, como la matriz extracelular y distintos tipos de células que interactúan entre sí.

En el desarrollo tecnológico de los órganos corporales en chips, uno de los desafíos técnicos es concerniente con la designación de los tipos de materiales usados en su fabricación.

Uno de los primeros órganos en reproducirse en un chip fue el pulmón. Dongeun Huh, del Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering at Harvard University, en el 2010, participó en un experimento que intentó replicar la interfaz entre los alveolos y los capilares sanguíneos. Esta interfaz fue identificada como la función esencial del pulmón. Para validar la precisión con la que este dispositivo simula la función biológica de un pulmón humano, se valoró el modo en el que respondía infecciones o inflamaciones.

El polidimetilsiloxano, o PDMS, es uno de los materiales más frecuentemente usados. Es permeable a gases, transparente y flexible, todo lo cual es benéfico a sus aplicaciones en cultivos celulares.

Las ventajas del PDMS es su biocompatibilidad, gracias a esto su uso es recomendado en este tipo de desarrollos.

Es posible crear sistemas que incorporen la mínima función de más de un órgano. Este tipo de sistemas pueden consistir en varios chips conectados en serie al mismo flujo de solución, cada uno simulando un órgano distinto. Estos sistemas integrados permiten simular con mayor precisión las reacciones interconectadas que ocurren en el cuerpo humano, y pueden ser mejores vaticinadores del funcionamiento de una droga.

Por consiguiente, múltiples órganos en chip podrían aportar habilidades para observar aspectos que la tecnología moderna no permite. Se usan redes de canales microfluídicos para mimetizar la estructura del órgano, como los nefrones de los riñones.