La malaria, uno de los problemas de salud pública más graves, afectó a 212 millones de personas en todo el mundo en 2015. Esta enfermedad potencialmente mortal es causada por parásitos que se transmiten a los humanos a través de las picaduras de mujeres infectadas Anopheles mosquitos. Aunque la malaria generalmente no se puede transmitir de madre a bebé en el útero ambos podrían verse afectados porque los glóbulos rojos infectados con malaria se adhieren a los vasos sanguíneos de la placenta, lo que resulta en aproximadamente 10,000 muertes maternas y 200,000 de recién nacidos anualmente. Los más afectados se encuentran en países en desarrollo y subtropicales, especialmente en África subsahariana.
Al combinar la microbiología con las tecnologías de ingeniería, los investigadores de la Florida Atlantic University están desarrollando un modelo 3D primero en su tipo que utiliza un solo chip de detección de microfluidos para estudiar los complicados procesos que tienen lugar en la placenta infectada con malaria y otrosEnfermedades y patologías relacionadas con la placenta. Han recibido una subvención de $ 400,000 por dos años de los Institutos Nacionales de Salud para desarrollar esta tecnología, que imitará el microambiente de la malaria placentaria, específicamente la interfaz materno-fetal.
"Existen varios desafíos en el estudio de la biología de la placenta humana en su forma natural o in situ debido a razones éticas así como a la accesibilidad ", dijo Sarah Du, Ph.D., investigadora principal de la subvención y profesora asistente en el Departamento de Ingeniería Oceánica y Mecánica en la Facultad de Ingeniería y Ciencias de la Computación de la FAU." Eso espor qué existe una gran necesidad de un modelo placentario que pueda usarse para fines de investigación "
Con la malaria, los parásitos se liberan durante una picadura de mosquito en el torrente sanguíneo e infectan las células hepáticas. Luego se reproducen en las células hepáticas, explotan y hacen que miles de nuevos parásitos ingresen al torrente sanguíneo e infectan los glóbulos rojos. Se reproducen nuevamente enlos glóbulos rojos, destrúyalos y avance para destruir otros glóbulos no infectados. La forma más peligrosa de malaria es P. falciparum. Si no se trata, las personas infectadas con la enfermedad podrían morir.
Du, junto con su mentor e investigador multi-director subvencionado, Andrew Oleinikov, Ph.D., profesor asociado de ciencias biomédicas en la Facultad de Medicina Charles E. Schmidt de la FAU, se le ocurrió la idea de desarrollar una Placenta-on-Dispositivo a-Chip que utiliza microsensores integrados. Están diseñando este dispositivo para proporcionar monitoreo en tiempo real del bienestar de las células vasculares y la circulación de nutrientes a través de la barrera entre la madre y el feto, y bajo las influencias del parásito de la malaria para ver cómo responde adiversos tratamientos farmacológicos.
Placenta-on-a-Chip podrá simular el flujo sanguíneo real in vitro e imitar el microambiente de la placenta infectada con malaria en esta condición de flujo. Los investigadores podrán examinar de cerca el proceso que tiene lugar cuando los glóbulos rojos infectados interactúan con la vasculatura placentaria e identificar intervenciones que revierten los eritrocitos infectados por parásitosadhesión que se encuentra en el tejido placentario.
"Queremos avanzar en la comprensión de las enfermedades humanas hasta el nivel de células individuales y, en última instancia, desarrollar nuevos tratamientos para combatir enfermedades devastadoras como la malaria", dijo Oleinikov. "He estado estudiando enfermedades infecciosas, incluida la malaria desde 2004, y me interesé eninvestigando los eventos celulares y patológicos que ocurren en las mujeres cuando se infectan con malaria, especialmente durante su primer embarazo cuando la madre y el feto son más vulnerables ".
El primer año de la investigación se centrará en los efectos de la malaria en la madre, y el segundo año se centrará en los efectos de la malaria en el feto. La microfluídica desarrollada por la Facultad de Ingeniería y Ciencias de la Computación de la FAU producirá dispositivos microescalados paraPermitir a los investigadores observar más de cerca las células y su interacción antes, durante y después de ser infectados por la malaria.
"Reunir a destacados científicos de diferentes disciplinas es fundamental para avanzar en la investigación y mejorar la calidad de vida de las personas en todo el mundo", dijo Javad Hashemi, Ph.D., profesor y presidente del Departamento de Ingeniería Mecánica y Oceánica de la FAU"Con esta subvención de los Institutos Nacionales de Salud, los doctores Du y Oleinikov podrán continuar desarrollando esta importante plataforma de detección. Sus esfuerzos ayudarán a revelar los detalles moleculares de la patología de la malaria placentaria y otras patologías placentarias con el objetivo final de aliviar tambiéncomo prevenir la propagación de enfermedades infecciosas "
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Materiales proporcionado por Florida Atlantic University . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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