El desarrollo de una retina en un chip, que combina células humanas vivas con un sistema similar a un tejido artificial, se ha descrito hoy en la revista de acceso abierto eLife .
Esta herramienta de vanguardia puede proporcionar una alternativa útil a los modelos existentes para estudiar la enfermedad ocular y permitir a los científicos probar los efectos de los medicamentos en la retina de manera más eficiente.
Muchas enfermedades que causan ceguera dañan la retina, una capa delgada de tejido en la parte posterior del ojo que ayuda a recolectar luz y transmitir información visual al cerebro. La retina también es vulnerable a los efectos secundarios nocivos de los medicamentos utilizados para tratar otras enfermedadescomo el cáncer. Actualmente, los científicos a menudo confían en animales u organoides de retina, pequeñas estructuras similares a la retina cultivadas a partir de células madre humanas, para estudiar las enfermedades oculares y los efectos secundarios de los medicamentos.en las personas con precisión. Como resultado, un equipo de científicos ha intentado recrear una retina con fines de prueba utilizando técnicas de ingeniería.
"Es extremadamente difícil, si no casi imposible, recapitular la compleja arquitectura de los tejidos de la retina humana utilizando únicamente enfoques de ingeniería", explica Christopher Probst, investigador postdoctoral en el Instituto Fraunhofer de Ingeniería Interfacial y Biotecnología en Stuttgart, Alemania, ycoautor principal del estudio actual.
Para superar estos desafíos, los científicos persuadieron a las células madre pluripotentes humanas para que se convirtieran en varios tipos diferentes de células de retina en tejido artificial. Este tejido recrea el ambiente que las células experimentarían en el cuerpo y suministra nutrientes y medicamentos a las células a través de un sistemaque imita los vasos sanguíneos humanos.
"Esta combinación de enfoques nos permitió crear con éxito una estructura compleja de múltiples capas que incluye todos los tipos de células y capas presentes en los organoides de la retina, conectados a una capa de epitelio pigmentario de la retina", dice el coautor Kevin Achberger, investigador postdoctoral enDepartamento de Neuroanatomía y Biología del Desarrollo de la Universidad Eberhard Karls de Tubingen, Alemania. "Es la primera demostración de un modelo 3D de retina que recrea muchas de las características estructurales de la retina humana y se comporta de manera similar".
El equipo trató su retina en el chip con el medicamento contra la malaria cloroquina y el antibiótico gentamicina, que son tóxicos para la retina. Descubrieron que los medicamentos tenían un efecto tóxico en las células de la retina en el modelo, lo que sugiereque podría ser una herramienta útil para probar los efectos nocivos de los medicamentos.
"Una ventaja de este pequeño modelo es que podría usarse como parte de un sistema automatizado para probar cientos de medicamentos en busca de efectos dañinos en la retina muy rápidamente", dice Achberger. "Además, puede permitir a los científicos tomar células madrede un paciente específico y estudiar tanto la enfermedad como los posibles tratamientos en las propias células de ese individuo ".
"Este nuevo enfoque combina dos tecnologías prometedoras - organoides y organ-on-a-chip - y tiene el potencial de revolucionar el desarrollo de medicamentos y marcar el comienzo de una nueva era de medicina personalizada", concluye el autor principal Peter Loskill, profesor asistentepara Medicina Regenerativa Experimental en la Universidad Eberhard Karls de Tubinga, y jefe del grupo Fraunhofer Attract Organ-on-a-Chip en el Instituto Fraunhofer de Ingeniería Interfacial y Biotecnología. Su laboratorio, que abarca las dos universidades, ya está desarrollando un órgano similarTecnología en un chip para el corazón, la grasa, el páncreas y más.
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Materiales proporcionado por eLife . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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