La evaluación de la seguridad es una parte crítica del desarrollo de fármacos y cosméticos. En los últimos años hay una creciente comprensión de que los experimentos con animales no pueden predecir la respuesta humana, lo que requiere el desarrollo de modelos alternativos para predecir la toxicidad del fármaco.
El reciente endurecimiento de las regulaciones europeas que impiden que la industria cosmética use animales en la investigación y el desarrollo, impide que compañías como L'Oréal y Estée Lauder desarrollen nuevos productos, trayendo grandes inversiones en este campo.
El principal desafío para reemplazar los experimentos con animales es que las células humanas rara vez sobreviven más de unos pocos días fuera del cuerpo. Para abordar este desafío, los científicos de la Universidad Hebrea de Jerusalén y el Instituto Fraunhofer de Terapia Celular e Inmunología en Alemania se asociaron para crearun dispositivo de hígado en chip que imita la fisiología humana.
"Los órganos del hígado que creamos tenían menos de un milímetro de diámetro y sobrevivieron durante más de un mes", dijo el profesor Yaakov Nahmias, autor principal del estudio y director del Centro Alexander Grass para Bioingeniería de la Universidad Hebrea.
Mientras que otros grupos mostraron resultados similares, el avance se produjo cuando los grupos agregaron sensores basados en nanotecnología a la mezcla. "Nos dimos cuenta de que debido a que estamos construyendo los órganos nosotros mismos, no estamos limitados a la biología, y podríamos introducir sensores electrónicos y ópticosal tejido en sí. Esencialmente estamos construyendo órganos biónicos en un chip ", dijo Nahmias.
La adición de sensores optoelectrónicos basados en nanotecnología a los tejidos vivos permitió al grupo identificar un nuevo mecanismo de toxicidad por paracetamol Tylenol.
"Debido a que colocamos sensores dentro del tejido, pudimos detectar cambios pequeños y rápidos en la respiración celular que nadie más pudo", dijo Nahmias.
Los autores descubrieron que el acetaminofeno bloqueaba la respiración, mucho más rápido y a una dosis mucho más baja de lo que se creía anteriormente. El entendimiento actual era que el acetaminofeno se descompuso en un compuesto tóxico, llamado NAPQI, antes de dañar las células. Como el hígado podría desactivar naturalmente el NAPQI, se pensó que el daño ocurría solo a dosis altas y en casos de función hepática enferma o comprometida.
El estudio actual, publicado en línea en la revista líder Archivos de Toxicología , cumple 50 años de investigación sobre su cabeza. Los autores descubrieron que el acetaminofeno en sí puede detener la respiración celular en minutos, incluso en ausencia de NAPQI, lo que explica gran parte de los efectos no deseados de las drogas.
"Este es un estudio fascinante", dijo el profesor Oren Shibolet, jefe de la Unidad de Hígado del Centro Médico Sourasky de Tel-Aviv, y uno de los principales expertos en lesiones hepáticas inducidas por fármacos, que no participó en el originalestudio ". Sabíamos que el acetaminofeno puede causar nefrotoxicidad, así como reacciones cutáneas poco frecuentes pero graves, pero hasta ahora, realmente no entendíamos el mecanismo de tal efecto. Esta nueva tecnología proporciona una visión excepcional de la toxicidad de los medicamentos, y podríahecho transforma la práctica actual "
Los resultados marcan el primer descubrimiento de un nuevo mecanismo de toxicidad utilizando la tecnología emergente de humano en un chip, lo que sugiere que el desarrollo de modelos alternativos para la experimentación con animales está a la vuelta de la esquina. Se estima que el mercado global de esta tecnologíacrecerá a $ 17 mil millones para 2018, mostrando una tasa de crecimiento anual de dos dígitos en los últimos tres años.
Yissum, la Compañía de Investigación y Desarrollo de la Universidad Hebrea, junto con el Instituto Fraunhofer de Terapia Celular e Inmunología IZI-BB en Alemania presentó una solicitud de patente provisional conjunta a principios de este año y están buscando activamente socios industriales.
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Materiales proporcionado por La Universidad Hebrea de Jerusalén . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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