Las estructuras tisulares en 3D del chip actúan como órganos en miniatura
Un nuevo sistema de órgano en chip permite un seguimiento preciso del tejido tumoral en 3D fuera del cuerpo
Un equipo de investigación formado por el Dr. Andreas Weltin, el Dr. Jochen Kieninger y Johannes Dornhof del Departamento de Ingeniería de Microsistemas (IMTEK) de la Universidad de Friburgo ha desarrollado un sistema que, entre otras cosas, permite estudiar el desarrollo de células tumorales fuera del cuerpo humano en un entorno tridimensional. "Hemos realizado un sistema órgano-en-chip que puede medir y controlar las condiciones de cultivo y las tasas metabólicas de las células en cualquier momento mediante microsensores. Hasta ahora, esto sólo era posible en los cultivos celulares en 3D", afirma Weltin. El sistema se ha desarrollado en colaboración con el grupo de Ginecología Molecular del Departamento de Ginecología y Obstetricia del Hospital Universitario RWTH de Aquisgrán. En el futuro, las células derivadas de pacientes en sistemas órgano-en-chip podrían permitir una terapia oncológica personalizada. El trabajo de los científicos se ha publicado en la revista científica "Lab on a Chip".
Los sistemas de órganos en chip con células derivadas de pacientes podrían permitir terapias personalizadas.
Johannes Dornhof and Andreas Weltin
Los sensores integrados miden los metabolitos celulares
En los sistemas de órgano en chip, los modelos de tejidos tridimensionales están interconectados por un circuito artificial de forma que actúan como órganos en miniatura en un microchip. De este modo, los procesos fisiológicos -por ejemplo, el crecimiento de un tumor- pueden reproducirse y observarse fuera del cuerpo humano. El grupo de investigación creó un diseño de chip con microsensores integrados y microfluídica que puede medir los metabolitos de las células directamente in situ. En su sistema, los científicos cultivaron minitumores de cáncer de mama a partir de células madre individuales y utilizaron sensores electroquímicos para monitorizar el consumo de oxígeno y glucosa de las células y la producción de lactato durante un periodo de una semana.
"Nuestra plataforma permite el cultivo dinámico en 3D de organoides tumorales, mientras que hasta ahora se han utilizado a menudo cultivos estáticos en 2D, que sólo pueden recapitular de forma limitada el complejo microambiente de un tumor", afirma el primer autor y estudiante de doctorado Johannes Dornhof. Además, el sistema de chips también puede utilizarse para examinar el efecto de los fármacos en el metabolismo celular; por ejemplo, el efecto celular de los agentes quimioterapéuticos podría registrarse cuantitativamente y en tiempo real en el contexto de la investigación del cáncer.
Las células derivadas del paciente podrían permitir una terapia personalizada
El uso de las células madre del propio paciente permite replicar un tumor original fuera del cuerpo. Esto podría ofrecer nuevas oportunidades de terapia personalizada, por ejemplo en lo que respecta a la posible resistencia a determinados agentes quimioterapéuticos, lo que es crucial en el cáncer de mama agresivo triple negativo. En el futuro, debería ser posible probar inicialmente los fármacos para un paciente en sistemas órgano-en-un-chip para comprobar su eficacia y efectos secundarios.
"Nuestros resultados subrayan el potencial de la integración de los microsensores en los sistemas órgano-en-chip en la investigación del cáncer y el desarrollo de fármacos, especialmente en lo que respecta a la medicina personalizada", afirma Weltin. Y el Dr. Jochen Kieninger explica: "Este trabajo demuestra muy bien la importancia de la investigación interdisciplinar. Reunir diferentes disciplinas de ingeniería con la biología y la medicina fue esencial para el éxito".
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
Publicación original
Más noticias del departamento ciencias
Reciba la industria de las ciencias biológicas en su bandeja de entrada
No se pierda nada a partir de ahora: Nuestro boletín electrónico de biotecnología, productos farmacéuticos y ciencias de la vida le pone al día todos los martes y jueves. Las últimas noticias del sector, los productos más destacados y las innovaciones, de forma compacta y fácil de entender en su bandeja de entrada. Investigado por nosotros para que usted no tenga que hacerlo.
