Cultivan organoides cerebrales en sistema impreso en 3D para observar cómo crecen y se desarrollan sus neuronas

Científicos del MIT y del Instituto Indio de Tecnología de Madrás han cultivado pequeñas cantidades de tejido cerebral autoorganizado, conocido como organoides, en un pequeño sistema impreso en 3D que permite la observación mientras crecen y se desarrollan.

El trabajo se informa en Biomicrofluidics, por AIP Publishing.

La tecnología actual para la observación en tiempo real de organoides en crecimiento implica el uso de placas de cultivo comerciales con muchos pozos en una placa con fondo de vidrio colocada bajo un microscopio.

Las placas son costosas y solo compatibles con microscopios específicos.

No permiten el flujo o la reposición de un medio nutritivo al tejido en crecimiento.

Los avances recientes han utilizado una técnica conocida como microfluídica, en la que un medio nutritivo se administra a través de pequeños tubos conectados a una pequeña plataforma o chip.

Sin embargo, estos dispositivos de microfluidos son caros y difíciles de fabricar.

El avance actual utiliza la impresión 3D para crear una plataforma reutilizable y fácilmente ajustable que cuesta solo alrededor de US$5 por unidad para fabricar.

El diseño incluye pozos de imágenes para los organoides en crecimiento y los canales de microfluidos para proporcionar un medio nutritivo y un precalentamiento que respalde el crecimiento de los tejidos.

Para el dispositivo impreso en 3D se utilizó un tipo de resina biocompatible que se utiliza en cirugía dental.

El chip impreso se curó exponiéndolo a luz ultravioleta y luego se esterilizó antes de colocar las células vivas en los pocillos.

Después de sellar la parte superior de los pocillos con un portaobjetos de vidrio, se agregaron el medio nutritivo y los medicamentos para usar en el estudio a través de pequeños puertos de entrada.

“Nuestros costos de diseño son significativamente más bajos que los productos tradicionales de cultivo de organoides basados ​​en placas de Petri o biorreactores de espín”, dijo el autor Ikram Khan.

“Además, el chip se puede lavar con agua destilada, secar y esterilizar en autoclave y, por lo tanto, es reutilizable”.

Los investigadores probaron su dispositivo con organoides derivados de células humanas.

Observaron los organoides cerebrales en crecimiento con un microscopio y pudieron seguir con éxito su crecimiento y desarrollo durante siete días.

La pequeña porción de tejido cerebral desarrolló una cavidad o ventrículo rodeado por una estructura autoorganizada que se asemeja a un neocórtex en desarrollo.

El porcentaje de células en el núcleo del organoide que murieron durante este período de una semana fue menor en el dispositivo impreso en 3D que en las condiciones de cultivo normales.

Los investigadores creen que su diseño celular protege el diminuto cerebro en crecimiento.

Khan dijo: “Una ventaja que ofrece nuestro dispositivo de microfluidos es que permite una perfusión constante de la cámara de cultivo, que imita más de cerca una perfusión de tejido fisiológico que el cultivo convencional y, por lo tanto, reduce la muerte celular en el núcleo del organoide“.

Los investigadores esperan aumentar la capacidad de su dispositivo aumentando la cantidad de pozos disponibles.

Otras mejoras permitirán integrar instrumentos adicionales en el diseño.

Fuente: AIP Publishing