Chip impreso en 3D que muestra la reacción del cuerpo a las drogas podría acabar con las pruebas con animales

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Un dispositivo con compartimentos que replican órganos importantes también podría acelerar el acceso de los pacientes a nuevos medicamentos.

Cada año se utilizan miles de animales en las primeras etapas del desarrollo de medicamentos en todo el mundo, pero muchos medicamentos probados en animales no terminan mostrando ningún beneficio clínico.

Ahora, investigadores de la Universidad de Edimburgo han diseñado un innovador “cuerpo en chip” que imita perfectamente cómo fluye un medicamento a través del cuerpo de un paciente.

El dispositivo de plástico significa que los científicos pueden probar medicamentos para ver cómo reaccionan diferentes órganos sin la necesidad de realizar pruebas con animales vivos.

El dispositivo inventado en Edimburgo es el primero de su tipo en el mundo.

Fabricado con una impresora 3D, los cinco compartimentos del chip replican el corazón, los pulmones, los riñones, el hígado y el cerebro humanos.

Están conectados por canales que imitan el sistema circulatorio humano, a través de los cuales se pueden bombear nuevos fármacos.

El dispositivo de plástico utiliza tomografía por emisión de positrones (PET) para producir imágenes detalladas en 3D que muestran lo que sucede dentro de los diminutos órganos.

“Las imágenes PET son lo que nos permite garantizar que el flujo [de nuevos medicamentos que se están probando] sea uniforme“, dijo Liam Carr, el inventor del dispositivo.

El escaneo PET implica inyectar pequeñas cantidades de compuestos radiactivos en el chip para transmitir señales a una cámara extremadamente sensible, lo que permite a los científicos evaluar mejor el efecto de nuevos medicamentos.

“Este dispositivo es el primero diseñado específicamente para medir la distribución de fármacos, con un flujo uniforme combinado con compartimentos de órganos que son lo suficientemente grandes como para tomar muestras de la absorción de fármacos para modelos matemáticos.

Esencialmente, nos permite ver dónde va un nuevo fármaco en el cuerpo y cuánto tiempo permanece allí, sin tener que utilizar un humano o un animal para probarlo”.

Carr añadió:

“La plataforma es completamente flexible y puede ser una herramienta valiosa para investigar diversas enfermedades humanas, como el cáncer, las enfermedades cardiovasculares, las enfermedades neurodegenerativas y las enfermedades inmunes.

“Debido a esta flexibilidad, los usos están limitados únicamente por la disponibilidad de estos modelos celulares y las preguntas científicas que se nos ocurran.

“Por ejemplo, podríamos tener un modelo de enfermedad del hígado graso en el dispositivo y usarlo para ver cómo un hígado enfermo afecta a otros órganos como el corazón, el cerebro, los riñones, etc., e incluso podríamos combinar múltiples modelos de células enfermas para ver cómo las enfermedades pueden interferir entre sí”.

La supervisora de Carr, la doctora Adriana Tavares, del Centro de Ciencias Cardiovasculares (CVS) de Edimburgo, dijo que unir cinco órganos en un solo dispositivo ayudaría a los científicos a estudiar eficazmente cómo un nuevo fármaco podría afectar a todo el cuerpo de un paciente.

“Esta es un área realmente importante de la investigación médica, ya que aprendemos continuamente cómo las enfermedades tradicionalmente percibidas como restringidas a un órgano o sistema pueden tener diversos efectos en otros órganos distantes o diferentes sistemas interconectados.

“Dispositivos como la plataforma body-on-chip son esenciales para desentrañar los mecanismos subyacentes a los efectos sistémicos de las enfermedades locales, así como para investigar los efectos no deseados de los fármacos, que podrían ser terapéuticamente útiles o perjudiciales”.

Y añadió: “Este dispositivo muestra un potencial realmente fuerte para reducir la gran cantidad de animales que se utilizan en todo el mundo para probar medicamentos y otros compuestos, particularmente en las primeras etapas, donde sólo el 2% de los compuestos avanzan a través del proceso de descubrimiento”.

Tavares dijo que había otros beneficios más allá de simplemente eliminar la necesidad de utilizar animales en el desarrollo inicial de fármacos.

“Este enfoque sin animales podría reducir significativamente el costo del descubrimiento de fármacos, acelerar su traducción a la clínica y mejorar nuestra comprensión de los efectos sistémicos de las enfermedades humanas, mediante el uso de modelos que sean más representativos de la biología humana que los modelos animales”.

El dispositivo de cuerpo en chip fue desarrollado a través de un Centro Nacional para el Reemplazo, Refinamiento y Reducción de Animales en Investigación (NC3R) y un premio de beca de doctorado cofinanciado por Unilever.

La Dra. Susan Bodie, de Edinburgh Innovations, la unidad de comercialización de la universidad, dijo:

“Estamos encantados de apoyar a Liam y al equipo de CVS en el desarrollo de este ‘cuerpo en chip’, y esperamos ver el impacto de este nuevo dispositivo tiene en las pruebas y la progresión de nuevos compuestos y fármacos en el futuro”.

Fuente: The Guardian