Un equipo liderado por investigadores de la Universidad de
Cambridge ha desarrollado un "órgano en un chip" 3D con una
diferencia: las células del dispositivo crecen dentro de un electrodo que
permite un monitoreo eléctrico continuo. Los investigadores han denominado al
dispositivo un transistor en un tubo, o "Tubistor", y esperan que
pueda avanzar en el conocimiento sobre una variedad de enfermedades, lo que
podría conducir a nuevos tratamientos.
Los dispositivos de órgano en un chip se están volviendo cada
vez más populares como una alternativa a los modelos animales de laboratorio de
enfermedades, y permiten a los investigadores modelar una variedad de órganos,
enfermedades específicas y probar nuevos tratamientos. Sin embargo, estos
dispositivos a menudo emplean cultivos de células 2D, que están limitados en
cuanto a la aproximación de los tejidos reales.
"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, un investigador involucrado en el
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, el primer autor del
estudio.
Una forma de monitorear los cultivos celulares en tiempo
real es adjuntarles electrodos que midan la actividad eléctrica. "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 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".
El equipo usó un polímero esponjoso como un andamio sobre el
cual crecer células. Sin embargo, el material polimérico es eléctricamente
conductor y proporciona una alternativa a los electrodos de metal rígido
tradicionales. Al alojar el andamio en un tubo de plástico, los investigadores
formaron un "transistor" que puede transmitir rápidamente información
sobre las propiedades eléctricas de las células que crecen en él. El tubo
también permite que los nutrientes fluyan a través de él, lo que ayuda a las
células a crecer.
Como el dispositivo no necesita ser desmantelado para
obtener resultados, los investigadores pueden realizar experimentos a largo
plazo. "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".
