Investigadores del Instituto Wyss de Harvard crearon un chip de microfluidos que imita las vías respiratorias de pacientes con fibrosis quística. Al incluir células de las vías respiratorias pulmonares de pacientes con fibrosis quística dentro del dispositivo, el equipo pudo reproducir muchas de las características de la enfermedad, incluida una capa mucosa espesa, inflamación y crecimiento bacteriano. El chip podría proporcionar la primera plataforma de pruebas preclínicas avanzadas para tratamientos de fibrosis quística y aumentar nuestra comprensión de la enfermedad.
La fibrosis quística es una enfermedad hereditaria e implica la producción de moco espeso dentro de las vías respiratorias y en otros órganos del cuerpo. La condición progresiva resulta en episodios repetidos de infección e inflamación, que eventualmente causan cicatrices en los pulmones e insuficiencia respiratoria. Si bien el pronóstico para la mayoría de los pacientes con fibrosis quística ha mejorado considerablemente en las últimas décadas, muchos no viven más allá de los 30 o 40 años, lo que pone de relieve la extrema necesidad de tratamientos más eficaces.
Parte del problema tiene que ver con la falta de modelos in vitro confiables de fibrosis quística, lo que dificulta probar nuevas terapias y comprender la dinámica de la enfermedad y el ciclo de infección bacteriana repetida a nivel celular. Estos investigadores han tomado medidas para abordar este problema y han utilizado células de las vías respiratorias de pacientes con fibrosis quística para crear un modelo de microfluidos de mesa que parece parecerse mucho a las vías respiratorias en la fibrosis quística.
Los chips de fibrosis quística parecen imitar algunas de las características de la enfermedad. Por ejemplo, después de un período de cultivo de varias semanas, los chips de FQ contenían más citocinas inflamatorias, una capa de moco más espesa y niveles más altos de una bacteria introducida, Pseudomonas aeruginosa , que está implicada en las infecciones respiratorias por fibrosis quística. Esto contrastaba marcadamente con los chips que contenían células de las vías respiratorias de voluntarios sanos.
“Este primer modelo microfisiológico de una vía aérea con FQ imita fielmente lo que conocemos de las vías respiratorias en pacientes con FQ. Manteniendo la composición típica de todos los tipos de células relevantes, desarrolló una capa mucosa más espesa y sus células ciliadas exhiben mayores densidades de cilios que laten a una frecuencia más alta en comparación con los Airway Chips creados con células de las vías respiratorias de individuos sanos”, dijo Ratnakar Potla, uno de los desarrolladores del dispositivo, en un anuncio del Instituto Wyss. "Es importante destacar que estos cambios patológicos fueron acompañados por una respuesta inflamatoria mejorada en el epitelio bronquial modelado de FQ que es muy similar a la observada en pacientes con FQ".
"Ahora que somos capaces de modelar con precisión la patología de la FQ, incluido el microbioma y las respuestas inflamatorias, en chips de vías respiratorias humanas, tenemos una manera de abordar los desafíos que son importantes para los pacientes de FQ", dijo Donald Ingber, otro investigador involucrado en el estudio. "Las capacidades combinadas de este modelo in vitro avanzado pueden ayudar a acelerar la búsqueda de medicamentos que puedan amortiguar la respuesta inmune exagerada en los pacientes, tratarlos con terapias más personalizadas y ayudar a resolver los problemas que los pacientes con FQ enfrentan todos los días y que no pueden abordarse con los métodos existentes. tratos."
Estudio en Journal of Cystic Fibrosis : Modelado de la fibrosis quística pulmonar en una vía aérea pulmonar humana en un chip
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