UNAM Crea Chip, como el de un Celular, que Simula Funciones del Hígado: Así Funciona

Investigadores de la Facultad de Ciencias (FC) de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM) crearon un chip, como el de un celular, que simula funciones del hígado. Te decimos cómo funciona.

Los investigadores de la UNAM utilizaron tecnología con que se elaboran celulares y otros equipos electrónicos en miniatura, para crear un "hígado en un chip” con el objetivo de evaluar fármacos, explicó el profesor de tiempo completo del Departamento de Física, Genaro Vázquez Victorio, jefe del Laboratorio de Mecanobiología.

El especialista indicó que se trata de un proyecto de investigación de frontera. Recordó que dicho órgano realiza diversos procesos en el cuerpo humano: 

• Controla los niveles de azúcar.
• Numerosas hormonas lipídicas.
• Los desechos provenientes de sangre.
• La formación de bilis, entre otras funciones.

 Le llaman laboratorio químico del cuerpo humano; es decir, es un buen modelo para usar en la industria, la academia y la investigación.

Se trata del primer “hígado en un chip” en Latinoamérica, con una funcionalidad similar a los que se utilizan en Estados Unidos. “Lo importante es que hicimos un protocolo accesible para cualquier laboratorio que quiera tener el mismo nivel de funcionalidad
 
El objetivo, dijo el investigador, es conseguir un nivel similar de funcionalidad al empleado por las farmacéuticas internacionales. Esto con la convicción de evitar el rezago tecnológico en México, e incursionar en esas líneas de desarrollo en la industria.

Recientemente, el equipo de personas científicas universitarias publicó los resultados de su trabajo en un artículo en la revista Advanced Healthcare Materials titulado “Enhanced PDMS Functionalization for Organ‐on‐a‐Chip Platforms Using Ozone and Sulfo‐SANPAH: A Simple Approach for Biomimetic Long‐Term Cell Cultures”.

La idea de un órgano en chip es, básicamente, con lo que se sabe de mecanobiología, diseñar un sistema en miniatura con las técnicas con que se elaboran los de celulares o computadoras para decidir qué pudiera servirle a la célula para que se sienta como en casa. Entonces, con esa tecnología fabricamos este tipo de cultivos,”

Explicó que se realizó un diseño previo, una simulación en computadora para después crear el molde con el que se hacen los dispositivos. “Todo es previamente discutido y evaluado para saber qué es lo que se está mimetizando, o haciendo similares las condiciones de cultivo a como están en el órgano las células".

Qué es y cómo funciona el hígado en un chip

Vázquez Victorio explicó que el hígado es un órgano importante a nivel experimental y farmacológico, porque es el que procesa los fármacos.

La industria farmacéutica necesita un hígado en chip, como primera evaluación, que el medicamento responda al procesamiento bioquímico del órgano y después pase al corazón, pulmón o riñón. Podemos decir que es la primera evaluación de la función de un nuevo medicamento.

Destacó que la tecnología microfluídica es una herramienta en la biología de cultivos celulares debido a su capacidad para crear microambientes celulares complejos.

Un órgano en un chip es un dispositivo microfluídico que puede replicar aspectos importantes de la fisiología humana: microvasculatura, barreras del tejido conectivo y organización de las células.

Para su manufactura, el polidimetilsiloxano (PDMS) es el material más usado ya que presenta ventajas en comparación con otros, incluyendo su capacidad para replicar estructuras pequeñas, la posibilidad de aplicar estímulos mecánicos a través del estiramiento y el mantenimiento del flujo laminar durante el cultivo.

 
Esta tecnología ha presentado retos para el desarrollo de un protocolo de cultivo eficaz. En este ámbito el equipo multidisciplinario de la FC trabajó durante tres años obteniendo resultados positivos.

• Es un proyecto de investigación de frontera encabezado y realizado por Mitzi Pérez Calixto, primera autora del artículo, con la colaboración de Cindy Peto Gutiérrez, Alyssa Shapiro, Lázaro Huerta, Mathieu Hautefeuille, Marina Macías Silva y Daniel Pérez Calixto.

 Sin embargo, el gran desafío era elaborar un cultivo con las características específicas de lo que se efectúa en Estados Unidos y en Europa, con el estándar que se acepta para ese tipo, abundó.

Uno de los grandes retos era hacerlo, sembrar las células, ver que se comportaran como sucede en los tejidos u órganos y que todo fuera adecuado para su proceso.

De acuerdo con el universitario, varios de los fracasos es que las células no se podían mantener en el chip, se despegaban o morían. Por lo que investigando qué es lo que hacían los laboratorios con éxito, vieron que uno de los pasos importantes era su adhesión en el dispositivo; entonces fue el reto en el que trabajaron.

Nuevos proyectos

Vázquez Victorio expresó que a partir de este proyecto colaboran con otros laboratorios como:

• El Instituto Nacional de Enfermedades Respiratorias para hacer “un pulmón en un chip”.
•  Instituto Nacional de Ciencias Médicas y Nutrición Salvador Zubirán para “un riñón en un chip”.

 A decir del científico, los retos que tienen es seguir implementando y sofisticando la tecnología. Los chips que fabrican diversas empresas son más elaborados, y el objetivo que las y los universitarios tienen es contar con diferentes modelos, similares a los que esas compañías ofrecen. El principal modelo, acotó, es el hígado.
 
Según el investigador, para 2030 la agencia de Estados Unidos de alimentos y medicamentos planea dejar afuera pruebas farmacológicas en animales, y lo que se pedirá es este tipo de cultivos y pruebas en chip, llamadas metodologías de nuevo enfoque.

Indicó que están proponiendo proyectos, entre ellos hacer el modelo de hígado graso para aplicar pruebas farmacológicas, "ya que es una enfermedad que en los próximos años afectará a 50 por ciento de la población mundial".

Queremos implementar el modelo y ha sido nuevamente apoyado por la SECIHTI.

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Con información de N+ y UNAM

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