Órgano en un chip

Existe ahora una tendencia a pensar que algún día podremos imprimir objetos tan complicados en 3 dimensiones que se podrán fabricar órganos artificiales a la medida, realizando las funciones que realizan nuestros órganos. No se sabe todavía si serán totalmente artificiales o matrices pobladas por nuestras propias células capaces de reconstruir el órgano que se desea fabricar. Sin llegar al órgano completo que se puede injertar o utilizar de manera extra-corpórea, hay también grupos de investigadores trabajando en micro-órganos en un chip, para imitar la función de un órgano de verdad suficientemente bien como para poder realizar pruebas farmacológicas sin utilizar (y matar) animales.

La tecnología llamada “órgano en un chip” (para complementar la tecnología existente de “laboratorio en un chip”) se basa en la microfabricación de patrones tridimensionales en diferentes materiales biocompatibles y permite literalmente realizar pequeños órganos en un chip portátil. Básicamente, eso se puede gracias a una combinación de varios elementos primordiales a la hora de realizar cultivos celulares en un chip del tamaño de una memoria USB actual. Primero, existe un flujo similar al de nuestro cuerpo, gracias a microcanales que copian la base de funcionamiento de los vasos sanguíneos que vascularizan los tejidos y órganos. Luego, la estructura de los chips permite que el cultivo celular sea más parecido a lo que realmente ocurre en el cuerpo, pues investigadores del Instituto Wyss, en la Universidad de Harvard han podido imitar la fisiología de partes enteras del cuerpo en un solo chip. Están trabajando en la elaboración de chips de pulmones, corazón y hasta de intestino. Finalmente, ya que la base del chip es transparente, se puede analizar el éxito del cultivo celular y su comportamiento. Eso es la gran ventaja de los órganos en un chip: van a utilizarse para probar la eficiencia de futuras drogas y medicamentos sin tener que usar animales de laboratorio. Además del impacto que puede tener esta tecnología sobre las costumbres de los laboratorios de farmacología que tienen que probar fármacos sobre esos pobres animales, debería poder reducir los costos de prueba (y quizás los tiempos) que llegan a costar hasta 20 millones de pesos por compuesto activo.

En un chip como el que se observa en las fotografías, se presenta por ejemplo la función pulmonar (arriba) y la función intestinal (abajo) en una plataforma transparente del tamaño de una nuez, fabricado en el Instituto Wyss. También buscan conectar esos mini-órganos independientes algún día, pero el objetivo actual es de poder probar la toxicidad de varias sustancias no solamente sobre nuestras células, sino también analizar el posible impacto de esos compuestos sobre la función que realizan esas células en conjunto.

Por ejemplo se podrá analizar más rápidamente el efecto de una vacuna y se podrán desarrollar antídotos de manera más rápida usando una multitud de chips en paralelo por ejemplo (es una solución muy crítica en EEUU para contrarrestar el bioterrorismo).






En el siguiente vídeo, se presenta el ejemplo del chip más impresionante de todos los chips realizados hasta ahora: el pequeño pulmón. Ahí, la estructura compuesta de dos microtuberias paralelas hace la función de transferencia del oxigeno del aire a un vaso sanguíneo como en una alveola real de pulmón. Entre los dos canales, hay una pared celular de verdaderas células de pulmón, que saben exactamente qué hacer... y parece que no les importa donde están: pues lo hacen increíblemente bien.

En conclusión, es probable que estos trabajos de órganos en un chip permitan muchos avances tanto en farmacología como en medicina y biología. Ellos podrían incluso cambiar la forma en la cual se hace investigación científica en esos campos, remplazando los animales de laboratorio. Incluso, se parecen a los andamios tridimensionales que presentamos hace tiempo: pues están diseñados para imitar a la perfección una función de nuestro cuerpo en un pequeño chip, utilizando células de verdad. No hay mejor opción para imitar esas funciones en un chip que usar las células que saben exactamente qué trabajo hacer y ponerlas a gusto en un ambiente similar a su hábitat natural.

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También les compartimos dos vídeos interesantes sobre los órganos en un chip:

TED TALK de Geraldine Hamilton (Wyss Institute)

Entrevista en Discovery Channel de Don Ingber