Investigadores del Instituto Wyss de Harvard han modelado la disfunción entérica ambiental (EED), una enfermedad inflamatoria intestinal infantil, en un chip de microfluidos y han obtenido nuevos conocimientos sobre los cambios genéticos subyacentes a esta afección. Este es el primer modelo in vitro de la enfermedad y destaca el poder de los sistemas de órganos en un chip para proporcionar información sobre estados patológicos complejos. El chip intestinal utilizado en la investigación se anunció anteriormente , pero este último estudio lo pone a prueba utilizando muestras de células de pacientes con EED. Los investigadores identificaron nutrientes que parecen estar muy involucrados en algunas de las características de la EED y las células en los chips de EED también mostraron muchas de las características genéticas de la EED, destacando el potencial del modelo para emular la enfermedad.
La EED es una enfermedad intestinal grave que normalmente afecta a niños en países de bajos ingresos. Es una afección intestinal crónica y está relacionada con la desnutrición, el deterioro del desarrollo cognitivo y el retraso en el crecimiento. A pesar de afectar a millones de niños, hasta ahora no se había establecido un modelo in vitro eficaz de la enfermedad, lo que ha resultado en una oportunidad perdida para comprender la enfermedad y desarrollar nuevos tratamientos.
Estos investigadores de Harvard centraron su atención en la enfermedad y se dieron cuenta de que su sistema de intestino en un chip es muy adecuado para modelar y comprender la enfermedad. "Funcionalmente, hay algo muy malo en el sistema digestivo de estos niños y en su capacidad para absorber nutrientes y combatir infecciones, algo que no se puede curar simplemente dándoles los nutrientes que faltan en su dieta", dijo Amir Bein, investigador. involucrados en el estudio. "Nuestro modelo de EED nos permitió descifrar qué le ha sucedido al intestino, tanto física como genéticamente, que afecta tan dramáticamente su función normal en pacientes con EED".
El intestino en un dispositivo de chip consta de dos canales de microfluidos, uno que está revestido con células endoteliales, como sustituto de los vasos sanguíneos intestinales, y el otro está revestido con células epiteliales intestinales para imitar el intestino mismo. Un líquido rico en nutrientes fluye a través del canal de los vasos sanguíneos y una membrana permeable entre los canales permite que los nutrientes lleguen a las células intestinales.
Para modelar la EED, los investigadores obtuvieron muestras de células intestinales de pacientes con EED y las utilizaron para revestir el canal intestinal de los chips. Luego los compararon con chips revestidos con células de donantes de células sanas. Los chips EED mostraron cambios en la expresión genética de un gran número de genes, especialmente cuando se excluyeron ciertos nutrientes del líquido nutritivo. Los chips también imitaron la enfermedad de varias maneras, ya que las células intestinales mostraron inflamación, disfunción de la barrera intestinal y absorción reducida de nutrientes, todos los cuales se encuentran en pacientes humanos con EED.
El estudio muestra que los chips de órganos son muy útiles para recrear estados patológicos complejos y probablemente resultarán cruciales en el desarrollo de nuevos tratamientos para tales afecciones.
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